汽车发动机原理 第4版 教学课件 作者 颜伏伍 习题解答 第1章 课后习题答案.docx

第一章复习思考题 1. 研究理论循环的目的是什么？理论循环与实际循环相比，主要作了哪些简化？ 答：目的：1）用简单的公式来阐明发动机工作过程中各基本热力参数间的关系，以明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以循环平均压力为代表的动力性。 2）确定循环热效率的理论极限，以判断实际发动机工作过程的经济性和循环进行的完善程度以及改进潜力。3）有利于分析比较发动机各种热力循环方式的经济性和动力性。 简化：l）假设工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同。2）假设工质是在闭口系统中作封闭循环。3）假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程。4）假设燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热。工质放热为定容放热。 2. 在p-V图上表示出三种理论循环，并在不同条件下进行循环热效率的比较。 答： 图中，a-c为绝热压缩，c-z为等容或等压加热，z-b为绝热膨胀，b-a为等容放热。习惯上的处理方式为，汽油机混合气燃烧迅速，近似为定容加热循环；高增压和低速大型柴油机，由于受燃烧最高压力的限制，大部分燃料在上止点以后燃烧，燃烧时气缸压力变化不显著，所以近似为定压加热循环；高速柴油机介于两者之间，其燃烧过程视为定容、定压加热的组合，近似为混合加热循环。 3. 试分析影响循环热效率、循环平均压力的主要因素。 答：循环热效率：1. 压缩比εc 、2. 等熵指数k3、 压力升高比λp4、 初始膨胀比ρ0。 循环平均压力：pt随进气终点压力pde、压缩比εc、压力升高比λp、初始膨胀比ρ0、等熵指数k和循环热效率的增加而增加；在混合加热循环中，如果循环加热量Q1不变，增加ρ0即减少λp，定压加热部分增加，而定容加热部分减少，下降，因而pt也降低。 4. 简述发动机的实际工作循环过程，并画出四冲程发动机实际循环的示功图。 答：1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。 5. 压缩多变指数和膨胀多变指数是如何确定的，它们的变化规律如何？ 答：1）实际的近似计算中，常用一个不变的、平均的多变指数n1来取而代之，只要以这个指数n1计算而得的多变过程，其始点a和终点c的工质状态与实际压缩过程的初、终状态相符即可。n1称为平均压缩多变指数；n1主要受工质与缸壁间的热交换及工质泄漏情况的影响。当发动机转速提高时，因热交换的时间缩短，向缸壁的传热量及气缸泄露量减少，所以n1增大。当负荷（即阻力矩变化而引起发动机油门的增减）增加、采用空气冷却以及气缸直径较大时，气缸温度增高及相应的传热量和泄漏量减少，n1增大。而当泄漏量增加或气缸温度降低时，n1减小。 2）在计算中常用一个不变的平均膨胀多变指数n2来取而代之，只要以这个指数n2计算的多变过程，其始点z与终点b的状态与实际膨胀过程始、终点状态相同即可。n2主要取决于补燃的多少、工质与缸壁间的热交换及漏气情况。当转速增加，补燃增多，传热和漏气的时间缩短时，n2减小；混合气形成与燃烧不好，补燃增加，n2减小；当缸壁、活塞环磨损量大，漏气增加以及气缸直径小，相对散热表面积加大，工质传出热量增加时，n2增大。 6. 说明指示功和平均指示压力的概念和意义。 答：指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi，指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的大小，它除了和循环中热功转换的有效程度有关外，还和气缸容积的大小有关；假如以一个假想的、大小不变的压力pmi作用在活塞上，使活塞移动一个行程，其所做的功等于循环的指示功，则此假想的压力即为平均指示压力，平均指示压力是从实际循环的角度评价发动机气缸工作容积利用率的一个参数。pmi越高，同样大小的气缸容积可以发出更大的指示功，气缸工作容积的利用程度越佳。平均指示压力是衡量发动机实际循环动力性能的一个很重要的指标。 7. 什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 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。 8. 什么是发动机的有效指标？主要有哪些？ 答：以曲轴输出功为计算基准的指标