汽车发动机原理课后答案王建昕帅石金清华大学出版社
55页1、汽车发动机原理课后答案王建昕帅石金清华大学出版社汽车发动机原理课后习题答案第一章1-1 图 1-2 示出了自然吸气与增压四冲程发动机的示功图,请问:(1)各自的动力过程功、泵气过程功指的是图中哪块面积?功的正 负如何?(2)各自的理论泵气功、实际泵气功和泵气损失功指的是图中哪块 面积?功的正负如何?(3)各自的净指示功和总指示功又是由图中哪些 面积组成?功的正负如何?(4)造成自然吸气与增压发动机示功图差异 的原因是什么?解:由图 1-2,(1)自然吸气:动力过程功二面积aczbaWt二W1+W3,正功泵气过程功二面积W2+W3,负功增压:动力过程功二面积aczbaWt二W1,正功泵气过程功二面积brabWt二W2,正功(2)自然吸气:理论泵气功=0实际泵气功二W2+W3,负功泵气损失功W2+W3负功增压:理论泵气功二pk和pb间的矩形面积,正功实际泵气功二W2,正功泵气损失功二阴影面积,负功(3)自然吸气:总指示功=W1+W3,正功净指示功=(W1+W3)-(W2+W3)=W1-W2,正功增压:总指示功二W1+(pb-pk)某V,正功净指示功二W1+W2,正功(4)差异的原因:增压发
2、动机的进气压力高于排气压力,因此泵气过 程功为正。1-2 增压四冲程发动机在中、小负荷工况运转时,有可能出现压气机 后进气压力 pb 小于涡轮前排气压力pk的情况,请画出此时发动机一个循环的p-V图,标 出上下止点、进排气门开关和着火时刻的位置,以及理论泵气功和泵气损 失功面积,并判断功的正负。解:p-V图如下图所示:理论泵气功:绿线包围的矩形面积,负功实际泵气功:进排气线包围 的面积,负功泵气损失功:两块面积之差,负功1-3假设机械增压与涡轮增压四冲程发动机的动力过程功Wt和压气 机后压力 pb 均相同,请问两者的示功图有何异同?二者的泵气过程功有 何差异?为什么?解:涡轮增压的理论排气线为pk,机械增压的理论排气线为p0;且 涡轮增压的实际排气线位于机械增压实际排气线的上方。机械增压的泵气 功大,因为机械增压的排气压力更低。1-4 图 1-4 曲轴箱扫气二冲程发动机的示功图两块面积各表示什么含 义?说明曲轴箱换气功的形成过程,并判别功的正负。解:上图-缸内工质对活塞做的功;下图-曲轴箱内工质对活塞做的功 对于气缸,排气门先开启排气,然后扫气门开启开始扫气,扫气门关闭时 扫气结束,排
3、气门关闭后整个气缸的换气过程结束。对于曲轴箱,进气门 从开启到关闭为进气过程,扫气门从开启到关闭为扫气过程。曲轴箱换气 功为负功。1-5 为什么发动机性能指标有指示指标与有效指标的分别?两种指标各在什么场合使用?为什么一般不把净指示功作为常用的指示功指标?解:指示指标:不受循环过程中机械摩擦、附件消耗以及进排气和扫 气流动损失的影响,直接反应缸内热功转换进行的好坏,因而在内燃机工 作过程分析中广泛应用;有效指标:被用来直接评定发动机实际工作性能 的优劣,因而在发动机生成和试验研究中广泛应用。因为净指示功难以直 接测算得出,所以一般不把净指示功作为常用的指示功指标。1-6 发动机的动力、经济性能在生产使用中主要用哪几个指标来表示? 如果要进行不同机型性能的对比,应该使用何种动力、经济性能指标?解: 动力性:功率、扭矩、速度;经济性:有效效率、燃油消耗率、润滑油消耗率。2不同机型对比常用:有效平均压力、升功率和be。1-7为什么发动机原理把有效平均压力pme当作一个极为重要的性能指标?解:因为 pme 与整机的功率、扭矩和功都成正比,又是可比指标,是 表示动力性能的最具代表指标。1-8为什
4、么说活塞平均速度vm是比转速n更为本质的动力性能速度 指标?解:因为转速n只能作为同一机型的速度指标,不能用来判断不同机 型运动速度的快慢。1-9试推导以有效平均压力pme表示的有效输出功率Pe和有效转矩 Ttq 的计算公式(标出各参数的量纲);比较同为动力性指标的 Pe 和 Ttq 有何区别;分析在发动机结构参数不变的前提下提高输出功率 Pe 的途径 解:PeinVpmeiVp3 和 Ttqmel0, 30其中:pme量纲为MPa, Pe量纲为kW, Ttq量纲为N.m。提高输出功率 Pe 的途径:提高转速,增大平均有效压力(增压,提 高效率等)。1-10为什么说发动机转速n确定后输出功率Pe (或转矩Ttq)主要 取决于有效效率net和循环可燃混合气进气量(汽油机)或循环供油量 (柴油机)?而有效燃料消耗率be则主要取决于有效效率net?解:当转速 n 确定后,单位时间内做功的次数一定。决定做功快慢的 主要因素变为一次做功的多少。而循环可燃混合气量和循环喷油量所产生 的热量与有效效率的乘积即为每循环做的功。因此,当n确定后,循环可 燃混合气量和循环喷油量所产生的热量与有效效率成为影
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