《汽車發(fā)動機(jī)原理》課程習(xí)題集參考答案

《汽車發(fā)動機(jī)原理》習(xí)題集參考答案第1章 發(fā)動機(jī)的性能一、解釋術(shù)語1、指示熱效率：實際循環(huán)指示功與所消耗的燃料熱量之比。2、壓縮比：發(fā)動機(jī)總?cè)莘e與燃燒室容積之比。3、燃油消耗率：發(fā)動機(jī)發(fā)出單位功的耗油量。4、平均有效壓力：單位氣缸容積發(fā)出的有效功。5發(fā)動機(jī)發(fā)出單位有效功的耗油量〔或，發(fā)動機(jī)在1小時內(nèi)發(fā)出1kW功率所消耗的燃油質(zhì)量。6、升功率：單位氣缸容積發(fā)出的有效功率。7、有效扭矩：發(fā)動機(jī)曲軸輸出的扭矩。8、平均指示壓力：單位氣缸容積發(fā)出的指示功。9、示功圖：由于P-V圖上曲線所包圍的面積表示工質(zhì)完成一個循環(huán)所做的有用功，故P-V圖被稱為示功圖。二、選擇題1、A，2、B，3、D，4、C，5、B，6、C，7、C，8、B，9、D，10、D，11、B，12、B，13、B，14、A，15、D，16、D，17、B。三、填空題1、示功圖。2、多變。3、壓縮沖程；膨脹。4、指示功。5、工作容積。6、升功率。7、比質(zhì)量。四、推斷題1、T，2、F。五、簡答題1、解釋發(fā)動機(jī)的指示指標(biāo)和有效指標(biāo)的聯(lián)系和區(qū)分。答：區(qū)分：指示指標(biāo)是以工質(zhì)對活塞做功為根底的性能指標(biāo)，是用來評價其內(nèi)部循環(huán)完善性，標(biāo)，是用來評價發(fā)動機(jī)整機(jī)性能的指標(biāo)。聯(lián)系：指示指標(biāo)是有效指標(biāo)的根底，指示指標(biāo)好，有效指標(biāo)不愿定好，但指示指標(biāo)差，有機(jī)內(nèi)部過程的完善程度。2、什么是發(fā)動機(jī)的機(jī)械損失？它由哪些損失組成？機(jī)的機(jī)械損失。發(fā)動機(jī)的機(jī)械損失主要由摩擦損失、附件驅(qū)動損失、泵氣損失等組成。3、發(fā)動機(jī)的指示指標(biāo)有何作用？效指標(biāo)的根底，但不能綜合反映發(fā)動機(jī)的整機(jī)性能；發(fā)動機(jī)的整機(jī)性能以曲軸輸出的功為依據(jù)，但不能準(zhǔn)確指示發(fā)動機(jī)內(nèi)部過程的完善程度。六、綜述題1、簡述機(jī)械損失的組成及影響機(jī)械損失的因素。答：發(fā)動機(jī)的機(jī)械損失主要由摩擦損失、附件驅(qū)動損失、泵氣損失等組成。影響因素：轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速增加，由于摩擦損失和泵氣損失增加，驅(qū)動附件損耗加大，故機(jī)械損失上升，機(jī)械效率下降。負(fù)荷：負(fù)荷變化，發(fā)動機(jī)供油轉(zhuǎn)變，機(jī)械損失根本不變，但機(jī)械效率則由于指示功率變化而有轉(zhuǎn)變。發(fā)動機(jī)構(gòu)造：氣缸直徑大或行程大，機(jī)械損失大，但發(fā)動機(jī)功率大，機(jī)械效率相對提高；氣缸工作容積不變，減小行程，增加缸徑，并保持其他條件不變，機(jī)械損失削減，機(jī)械效率提高；潤滑狀態(tài)好，摩擦環(huán)節(jié)少，運(yùn)動質(zhì)量小，摩擦面狀態(tài)好，機(jī)械損失小，機(jī)械效率高。摩擦損失：摩擦損失減小，機(jī)械效率上升。冷卻水和潤滑狀況：冷卻水溫度適當(dāng)高一些，潤滑油溫度也相對提高，其粘度下降，潤滑效果好，摩擦損失小，機(jī)械損失小，機(jī)械效率相對提高；潤滑油品質(zhì)好，同樣潤滑效果時粘度低，受溫度影響小，機(jī)械損失少，機(jī)械效率高。但潤滑油粘度不能過低，否則會形成半干摩擦，反而增加機(jī)械損失。2、爭論發(fā)動機(jī)實際循環(huán)和理論循環(huán)的差異。1〕實際工質(zhì)的影響Wk理論循環(huán)假定工質(zhì)比熱容是定值。燃燒后生成CO

、HO2 2溫度降低；還有泄漏使工質(zhì)數(shù)量削減。換氣損失Wr換氣時要消耗功以及有功的削減，成為換氣損失。其中因工質(zhì)流淌是需要抑制進(jìn)、排氣系統(tǒng)阻力所消耗的功，稱為泵氣損失.燃燒損失WZ實際循環(huán)中燃料燃燒需要確定的時間，所以噴油或點火在上止點前，并且燃燒還會連續(xù)到不完全燃燒損失；在高溫下局部燃燒產(chǎn)物分解而吸熱?！?)傳熱損失Wb成損失。七、計算題1、測量得到某柴油機(jī)的有效功率e＝130〔kW，每小時消耗柴油量B＝35〔kg/h，求該柴油機(jī)的有效燃料消耗率e。be

B1000Pe

35130

1000269.2 g/(kW·h)2、某汽油機(jī)在轉(zhuǎn)速n＝5000〔r/min〕時，測量出其有效功率e＝120〔kW，Teq。

9550P

9550120

22.8N·meq n 5000第2章 發(fā)動機(jī)的換氣過程一、解釋術(shù)語1、配氣相位：進(jìn)、排氣門的角度及其相對與上、下止點的關(guān)系，稱為配氣相位。2、氣門重疊：指換氣過程中進(jìn)、排氣門同時開啟的現(xiàn)象。3、充氣效率：充氣效率是實際進(jìn)入氣缸的穎工質(zhì)質(zhì)量與進(jìn)氣狀態(tài)下布滿氣缸工作容積的穎工質(zhì)質(zhì)量的比值。4、可變技術(shù)：發(fā)動機(jī)中承受的、隨著發(fā)動機(jī)工況變化調(diào)整其構(gòu)造參數(shù)的技術(shù)。5、剩余廢氣系數(shù)：發(fā)動機(jī)進(jìn)氣完畢時缸內(nèi)剩余廢氣量與穎充量的比值。二、選擇題1、C，2、C，3、A，4、C，5、D，6、C，7、C，8、B，9、A，10、D，11、D，12、C。三、填空題1、充量系數(shù)；換氣損失。2、換氣損失；自由排氣損失；強(qiáng)制排氣損失。3、強(qiáng)制排氣；配氣相位圖。4、進(jìn)排氣過程。5、進(jìn)氣遲閉角。四、推斷題1、F，2、F，3、F，4、T，5、T，6、F。五、簡答題1、用什么參數(shù)評價發(fā)動機(jī)換氣過程所消耗的功？為什么？答：用泵氣損失評價發(fā)動機(jī)換氣過程所消耗的功。發(fā)動機(jī)的換氣過程包括進(jìn)氣和排氣過程，在進(jìn)氣過程和強(qiáng)制排氣過程中，發(fā)動機(jī)要消耗功才能完成進(jìn)氣和排氣。2、從哪些方面評價發(fā)動機(jī)換氣過程的完善程度？為什么？答：發(fā)動機(jī)換氣過程的完善程度可從充量系數(shù)和換氣損失兩個方面進(jìn)展評價。由于充量系數(shù)反映了發(fā)動機(jī)氣缸容積利用的有效程度，而換氣損失反映了發(fā)動機(jī)換氣過程中的能量損失，所以兩者結(jié)合起來可完整反映發(fā)動機(jī)換氣過程的完善程度。3、何謂氣門疊開？增壓發(fā)動機(jī)為何可以有較大的氣門疊開角？答：氣門疊開指換氣過程中進(jìn)、排氣門同時開啟的現(xiàn)象。用較大的氣門疊開角去除剩余廢氣，增加進(jìn)氣量；同時，增壓發(fā)動機(jī)熱負(fù)荷較高，承受較大的氣門疊開角可降低高溫零件的溫度，所以增壓發(fā)動機(jī)可以有較大的氣門疊開角。4TaTs的緣由是什么？〔1了使燃料簡潔蒸發(fā)，與空氣均勻地混合，需要對進(jìn)氣管加熱，故空氣經(jīng)過進(jìn)氣管溫度上升。穎工質(zhì)與高溫剩余廢氣混合。流淌摩擦將動能轉(zhuǎn)化為熱能。5、分析發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣門提前開啟和遲后關(guān)閉的緣由。答：排氣門早開：①快排氣；②減小排氣損失。排氣門晚閉：慣性排氣。進(jìn)氣門早開：①增加截面；②可以掃氣。進(jìn)氣門晚閉：慣性進(jìn)氣。6、泵氣損失的含義是什么？與換氣損失有何不同？X+Y-d)代表的負(fù)功。〔W+d〕歸到指示功中考慮這部分損失放在機(jī)械損失中。氣損失兩局部組成。泵氣損失小于換氣損失。從換氣損失中扣除實際示功圖不包含的局部d和提前排氣損失W后者表示實際循環(huán)與理論循環(huán)的差異。

6題圖六、綜述題1、充量系數(shù)的定義是什么？試述影響發(fā)動機(jī)充量系數(shù)的主要因素。答：充量系數(shù)是指實際進(jìn)入氣缸的穎工質(zhì)質(zhì)量與進(jìn)氣狀態(tài)下布滿氣缸工作容積的穎工質(zhì)質(zhì)量的比值.影響因素：進(jìn)氣系統(tǒng)阻力△pa。進(jìn)氣系統(tǒng)阻力增加，進(jìn)氣量減小，發(fā)動機(jī)充量系數(shù)下降；進(jìn)氣終了溫度Ta。進(jìn)氣終了溫度上升，進(jìn)氣量減小，發(fā)動機(jī)充量系數(shù)下降；剩余廢氣系數(shù)。剩余廢氣系數(shù)增加，充量系數(shù)降低；配氣定時。配氣定時應(yīng)考慮a具有最大值，可保證最高充量系數(shù)；壓縮比。壓縮比對充量系數(shù)影響不大，提高壓縮比，充量系數(shù)略微提高；〔5〕進(jìn)氣〔或大氣〕狀態(tài)。進(jìn)氣壓力提高或進(jìn)氣溫度下降，則充量系數(shù)有所下降；但實〔或大氣七、分析題1、提高充量系數(shù)的技術(shù)措施有哪些？答：改進(jìn)換氣過程，即減小換氣損失，提高充量系數(shù)。削減進(jìn)、排氣系統(tǒng)阻力這方面的措施，主要是削減進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的流淌阻力。①減小氣門處的流淌損失：提高氣門時面值、增加氣門直徑和氣門數(shù)、改進(jìn)氣門升程規(guī)律、削減氣門處的流淌損失、降低進(jìn)氣門處的流淌速度；②減小氣道和氣管的流淌損失：盡量承受直的氣管和氣道；③減小換氣系統(tǒng)附件的流淌損失削減對進(jìn)氣充量的加熱合理選擇配氣定時配氣定時從影響換氣損失和充量系數(shù)兩個方面影響發(fā)動機(jī)的性能，前者反映發(fā)動機(jī)動力性及經(jīng)濟(jì)性受到影響，后者影響發(fā)動機(jī)的燃燒過程，對發(fā)動機(jī)全部性能產(chǎn)生影響。試驗說明，依據(jù)不同的工況，存在不同的最正確配氣定時。承受配氣系統(tǒng)可變技術(shù)：可變進(jìn)氣管技術(shù)、可變配氣機(jī)構(gòu)；利用配氣系統(tǒng)內(nèi)動態(tài)效應(yīng)。2、請爭論削減換氣損失的措施。第3章 汽油機(jī)混合氣的形成與燃燒一、解釋術(shù)語1、燃燒速度：指單位時間燃燒的混合氣量。2、火焰速度：指火焰前鋒相對于未燃混合氣的推動速度。3、汽油機(jī)滯燃期：從火花塞跳火到形成火焰中心開頭火焰?zhèn)鞑?yīng)的時期。4、著火延遲：火花引燃或燃料加熱到自燃溫度以上時，可燃混合氣并不馬上燃燒，需經(jīng)過確定的延遲時間，才消滅明顯的火焰，放出熱量。這個延遲現(xiàn)象稱為著火延遲5、過量空氣系數(shù)：燃料實際供給空氣的數(shù)量與理論空氣量之比。6、空燃比：燃燒時空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量的比例即空燃比。二、選擇題1、B，2、D，3、C，4、D，5、C，6、B，7、B，8、B，9、B，10、B，11、A，12、D，13、D，14、C，15、B，16、D，17、D，18、B，19、C，20、C，21、B，22、C、23、D。三、填空題1、著火延遲期；明顯燃燒器；后燃期。2、化油器式；汽油噴射式。3、爆燃。4、構(gòu)造緊湊，面容比??；充量系數(shù)高；組織適當(dāng)氣流運(yùn)動；火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短。5、蒸發(fā)；混合。6、細(xì)小液滴。7、增大。89、減小。10、上止點。11、辛烷值。四、推斷題1、T，2、F，3、F，4、T，5、T，6、T，7、T，8、F。五、簡答題1、什么是汽油機(jī)的正常燃燒過程？機(jī)的正常燃燒過程。2、爆震燃燒產(chǎn)生的緣由是什么？答：遠(yuǎn)端混合氣在火焰前鋒尚未到達(dá)，受已燃?xì)怏w的高溫輻射和壓縮作用，未燃混合氣的溫度到達(dá)其自燃溫度而著火燃燒〔多點燃燒，從而造成汽油機(jī)的爆震燃燒。3、試述混合氣濃度對汽油機(jī)燃燒的影響。答：a

＝0.85－0.95時，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲螅紵俣茸羁?，發(fā)動機(jī)功率最大，這種混合氣稱為功率混合氣。a＝1.03－1.1時，火焰?zhèn)鞑ニ俣容^大，氧氣充分故燃燒完全，發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性最好，這種混合氣稱為經(jīng)濟(jì)混合氣。a>1.3-1.4，混合氣過稀，火焰不能傳播，為火焰?zhèn)鞑ハ孪蓿籥<0.4~0.5，混合氣過濃，火焰也不能傳播，為火焰?zhèn)鞑ド舷蕖?、汽油機(jī)燃燒室設(shè)計時一般應(yīng)留意哪幾個原則？答：①構(gòu)造緊湊，面容比??；②充量系數(shù)高；③組織適當(dāng)?shù)臍饬鬟\(yùn)動；④火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短。六、綜述題1、請說明汽油機(jī)不規(guī)章燃燒的緣由。1〕循環(huán)間燃燒變動緣由所用的時間不同，即由有效著火時間變動而引起。各缸間燃燒差異緣由由于燃料安排不均，使各缸空燃比不全都；各缸進(jìn)氣量安排不均勻；各缸內(nèi)空氣運(yùn)動不一樣以及燃燒室構(gòu)造的微小差異等等。2、試述點火提前角對汽油機(jī)燃燒的影響？答：點火提前角過大，則在壓縮過程中燃燒的混合氣增多，活塞上行的壓縮功增加，發(fā)動機(jī)簡潔過熱，有效功率下降，工作粗暴程度增加。同時，爆震傾向加大。點火提前角過小，則后燃嚴(yán)峻，最高燃燒壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排氣溫度上升，功率下降，耗油量增多。3、為什么柴油機(jī)的壓縮比通常比汽油機(jī)高？不存在爆燃的狀況，因此柴油允許較高的壓縮比，并且承受較高的壓縮比可以提高發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動力性等性能。汽油機(jī)承受點燃方式進(jìn)展工作且簡潔爆燃，所以不能承受過高壓縮比。4、為何汽油機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時的經(jīng)濟(jì)性和排放性能均會下降？答：汽油機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，空燃比增大，簡潔導(dǎo)致燃料燃燒不完全，嚴(yán)峻時可能失火，并且在低負(fù)荷時，相對散熱量增多，這將導(dǎo)致發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放性降低。七、分析題1、汽油機(jī)發(fā)生爆燃時有何外部特征？產(chǎn)生爆燃的機(jī)理是什么？影響爆燃的因素有哪些？答：爆燃的外部特征：氣缸內(nèi)發(fā)出特別銳利的金屬敲擊聲，亦稱為敲缸；嚴(yán)峻時會產(chǎn)生冷卻水過熱；功率下降，油耗上升；排放污染增加〔主要是排氣冒黑煙。爆燃產(chǎn)生氣理：到達(dá)其自燃溫度而著火燃燒〔多點燃燒。這種燃燒的速度極快，幾乎是爆炸。爆燃影響因素：汽油的品質(zhì)。汽油的抗爆性越好，辛烷值越高，汽油機(jī)越不易爆燃；混合氣成分。功率混合氣的燃燒速度快，最高燃燒壓力和溫度、壓力上升率都達(dá)最大值，但爆震傾向也最大；燃燒室構(gòu)造型式。汽油機(jī)燃燒室構(gòu)造型式是影響爆燃的最重要的外部條件，合理布置火花塞位置，對氣缸適當(dāng)冷卻可削減爆燃的可能性；點火提前角。點火提前角過大，則在壓縮過程中燃燒的混合氣增多，活塞上行的壓縮功增加，發(fā)動機(jī)簡潔過熱，有效功率下降，工作粗暴程度增加。同時，爆震傾向加大；冷卻液溫度。冷卻液溫度應(yīng)把握在適宜范圍內(nèi)。冷卻液溫度過高、過低均影響混合氣的燃燒和發(fā)動機(jī)的正常使用。冷卻液溫度過高，燃燒室壁面溫度高，爆震及外表點火傾向增加。混合氣溫度上升，氣缸充量削減，發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性下降。壓縮比。壓縮比高，簡潔產(chǎn)生爆震。轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速增加時，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌欤饍A向減小。負(fù)荷。負(fù)荷減小，進(jìn)入氣缸的穎混合氣量減小，而剩余廢氣量不變，所占比例相對增加，剩余廢氣對燃燒反響起阻礙作用，減輕了爆燃的傾向。第4章 柴油機(jī)混合氣的形成與燃燒一、解釋術(shù)語1、噴油泵速度特性：噴油泵油量調(diào)整機(jī)構(gòu)的位置不變，供油量隨噴油泵轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。2、供油提前角：從出油閥升起開頭供油到活塞到達(dá)上止點所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。3、噴油提前角：從燃油噴入氣缸到活塞到達(dá)上止點所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。4、柴油機(jī)滯燃期：從噴油開頭到壓力線脫離壓縮線所占用的曲軸轉(zhuǎn)角。5、噴油延遲：從高壓油泵供油開頭到噴油器針閥抬起開頭噴油所對應(yīng)的時期。6、緩燃期：從最高燃燒壓力到消滅最高燃燒溫度所對應(yīng)的時期。7、噴油規(guī)律：單位時間噴油器噴油量與噴油泵凸輪轉(zhuǎn)角〔時間〕的關(guān)系。8、著火方式：使燃料著火形成火焰的方式，有點燃方式和自燃方式等形式。二、選擇題1、A，2、A，3、C，4、D，5、C，6、B，7、B，8、B，9、B，10、C，11、D，12、C，13、B，14、A，15、A，16、D，17、D，18、A，19、A，20、B，21、A，22、D。三、填空題1、油束射程；噴霧錐角。2、燃燒室；燃油油束；氣流運(yùn)動。3、構(gòu)造緊湊，面容比?。怀淞肯禂?shù)高；組織適當(dāng)氣流運(yùn)動；燃油油束、氣體運(yùn)動與燃燒室三者要協(xié)作。4、滯燃期；緩燃期；后燃期。5、蒸發(fā)；混合。6、燃燒放熱起始時刻；燃燒放熱規(guī)律曲線外形；燃燒持續(xù)時間。7、細(xì)小液滴。8、噴油時刻。9、同時自燃。10、循環(huán)供油量。12、軸針式。13、針閥落座停頓噴油。14、主噴射。15、上止點。16、高壓油管。17、過量空氣系數(shù)。18、循環(huán)噴油量；混合氣濃度19、定時；定量。20、空間霧化混合；油膜蒸發(fā)混合。21、抗爆性；凝點。四、推斷題1、T，2、T，3、F，4、F，5、F，6、F，7、T，8、F。五、簡答題1、柴油機(jī)燃燒室構(gòu)造形式的要求是什么？答：柴油機(jī)燃燒室構(gòu)造形式的要求是：①構(gòu)造緊湊，面容比??；②充量系數(shù)高；③組織適當(dāng)氣流運(yùn)動；④燃油油束、氣體運(yùn)動與燃燒室三者要協(xié)作。2、為什么柴油機(jī)的壓縮比通常比汽油機(jī)高？燃燒，不存在爆燃的狀況，因此柴油允許較高的壓縮比，承受較高的壓縮比可以提高發(fā)動機(jī)的3、柴油機(jī)的燃燒過程分成哪幾個階段？它們的特點是什么？答：柴油機(jī)燃燒過程包括滯燃期、速燃期、緩燃期和后燃期。滯燃期特點:過程簡潔，有物理預(yù)備—形成混合氣，有化學(xué)預(yù)備—氧化反響速度漸漸加快；缸內(nèi)壓力無明顯上升。速燃期特點:預(yù)混燃燒、多點燃燒；同時又形成混合氣；缸內(nèi)壓力急劇上升。緩燃期特點：集中燃燒；可能有邊噴射、邊形成混合氣、邊燃燒；缸內(nèi)壓力下降慢。后燃期特點：燃燒速度慢，燃燒放熱因活塞下行不能利用，反而使排氣溫度上升。4、何謂噴油泵的速度特性？對車用柴油機(jī)性能有何影響？答：噴油泵速度特性是指油門位置不變，供油量隨噴油泵轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。由于節(jié)流作用，回油量隨轉(zhuǎn)速增加而削減，轉(zhuǎn)速增加，循環(huán)供油量增加。這種特性不符合發(fā)動機(jī)工作的要求：①可能消滅“飛車缸進(jìn)氣量不協(xié)作。5、燃料燃燒有哪些根本形式？各有何特點？答：燃料燃燒有3種根本形式預(yù)混燃燒。在預(yù)混燃燒過程中，著火后，在火花四周形成大量活性粒子，促使這一區(qū)域的燃燒反響加速，并消滅明顯發(fā)熱發(fā)光現(xiàn)象，形成火焰核心。然后，依靠火焰?zhèn)鞑⑷炕鹧鎮(zhèn)鞑?。集中燃燒。在相?dāng)局部燃料照舊保持液態(tài)或固態(tài)，燃料沒有全部蒸發(fā)就開頭著火燃燒，這種燃燒稱為集中燃燒。實質(zhì)上，集中燃燒照舊是燃料蒸汽和空氣形成的混合氣燃燒，燃和空氣的相互集中，故稱之為集中燃燒。集中燃燒時，混合氣濃度