汽车发动机原理(第二版吴建华主编)课后习题答案

汽车发动机原理（第二版吴建华主编）课后习题答案汽车发动机原理（第二版吴建华主编）第一章发动机性能1.简述发动机的实际工作循环过程。答：1）进气过程：为了使发动机持续运转，必须持续吸入新鲜的工作介质，即进气过程。此时，进气阀打开，排气阀关闭，活塞从上止点移动到下止点。2）压缩过程：此时，进气门和排气门关闭，活塞从BDC移动到TDC，气缸中的工作介质被压缩和加热。随着压力的升高，工作介质的压缩程度用压缩比表示。3）燃烧过程：燃烧过程中，进气门和排气门关闭，活塞位于上止点前后。其功能是将燃料的化学能转化为热能，增加工作介质的压力和温度，在燃烧过程中释放更多热量，并在TDC附近提高热效率。4）膨胀过程：此时，进排气门关闭，高温高压工质推动活塞从上止点向下移动，膨胀做功，气体压力和温度也迅速下降。（5）排气过程：当膨胀过程接近尾声时，排气阀打开，废气开始通过自身压力自由排出。在膨胀过程结束时，活塞从下止点返回上止点，以排出气缸中的废气。3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？答：提高实际循环热效率的基本途径是减少传热损失、燃烧损失、通风损失、不完全燃烧损失、工质流量损失和工质泄漏损失。提高工质的绝热指数κ。可以采取的基本措施是：（1）减小燃烧室面积，缩短后燃期，可以减少传热损失。⑵.采用最佳点火提前角和供油提前角可以减少早期燃烧损失或后期燃烧损失。（3）采用多阀和最佳阀相位和最优的进排气系统能减小换气损失。⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。4.发动机的指示灯是什么？主要是什么？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。5.发动机的有效指标是什么？主要是什么？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率pl.比质量me。强化系数pmecm.6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本方法。答：①增大气缸直径，增加气缸数②增压技术③合理组织燃烧过程④提高充量系数⑤提高转速⑥提高机械效率⑦用二冲程提高升功率。7.发动机的平均有效压力、燃油消耗率和有效热效率是多少？每一个都有什么意义？答：平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功。平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积利用率是衡量发动机动力性能的重要指标。有效油耗率是单位有效功的油耗，通常用每千瓦时有效功的油耗来表示。有效热效率是实际循环的有效功与消耗的燃料热量之比。有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标。8.发动机的机械损失主要包括哪些？A：摩擦损失、驱动附件损失、驱动增压器损失和泵空气损失9.什么是机械效率？受哪些因素影响？有何意义？答：机械效率是有效功率与指示功率之比。影响因素：①活塞的转速和平均转速②负载③润滑油温度和冷却水温度。意义：比较机械损失的比例。10.如何测定机械效率？适用于汽油机的是哪种方法？为什么？测量发动机机油消耗量的常用方法包括：主动指示器法、反向指示器法和发动机停机法。后拖法适用于汽油发动机。11.简述汽油机和柴油机工作循环的区别答：汽油机和柴油机的工作循环也有四个过程：进气、压缩、燃烧（功）和排气。它们的不同的点；1）汽油机在进气道，进入汽缸内的气体是有一定比例的汽油和空气（称做可燃混合气）；柴油机在进气道，进入汽缸内的气体是纯净的空气。2）在压缩的过程。汽油机与柴油机是没有区别，但压缩气体的成分不同。3）燃烧过程，汽油机与柴油机的区别较大。汽油本身物质燃点较低，经压缩后给一个高压的电火花就将其点燃了，而且燃烧的速度比柴油快；柴油本身物质密度较大，要在高温和高压的条件下才能自行燃烧，经压缩后的纯净空气正好满足了这个条件，这时即刻向汽缸喷入高压油使其燃烧。柴油的热值比汽油高产生的动力比汽油机大。4）排气过程基本是一样的。废弃物都是二氧化碳和水，但是由于汽油的燃烧速度太快需要加入抗爆剂，因此排放不如柴油机清洁13.为什么柴油机的热效率显著高于汽油机？答：1）.柴油机的压缩比高，作功时膨胀得更厉害。2）.柴油机油气混合时空燃比远大于1，是富氧燃烧，燃料可以充分燃烧。汽油机燃烧的空燃比在1左右，因为没有足够的氧气，汽油不能完全燃烧。14.柴油机工作循环为什么不采用定容加热循环？答：定容加热理想循环又称奥托循环，基于这种循环而制造的煤气机和汽油机是最早的活塞式内燃机。由于煤气机、汽油机和柴油机燃料性质不同，机器的构造也不同，其燃烧过程接近于定容过程，不再有边燃烧边膨胀接近于定压的过程，故而在热力学分析中，奥托循环可以看作不存在定压加热过程的混合加热理想循环。定容加热循环由燃料和空气的混合物压缩，这受到混合气体自燃温度的限制。存在“爆燃”问题，效率不会太高；恒压加热循环只压缩空气，没有“爆燃”和高效率的问题，因此柴油机采用后者而不是前者第二章发动机的换气过程1.为什么发动机进气门关得晚，排气门提前打开。什么因素与提前角和延迟角有关？答：（1）进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能，实现在下止点后继续充气，增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制，若是活塞在下至点时才打开排气门，则在气门开启的初期，开度极小，废气不能通畅流出，缸内压力来不及下降，在活塞向上回行时形成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功（2）什么因素与提前角和延迟角有关？（如何衡量配气相位的合理选择）：①通货膨胀效率的变化是否满足动态要求。②通风损失应尽可能小。③是否能保证燃烧室必要的扫气效果。④排放指标良好。2四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段，这几个阶段时如何界定的？答：1）自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近排气管压力。强制排气阶段：废气是由活