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=面积aczbaWt=W1+W3,正功

泵气过程功=面积 W2+W3,负功

增压:动力过程功=面积aczbaWt=W1,正功

泵气过程功=面积brab Wt=W2,正功 (2)自然吸气:理论泵气功=0

实际泵气功=W2+W3,负功 泵气损失功W2+W3负功

增压:理论泵气功=pk和pb间的矩形面积,正功

实际泵气功=W2,正功

泵气损失功=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=W1+(pb-pk)*Vs ,正功

净指示功=W1+W2,正功

(4)差异的原因:增压发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

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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。

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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为什么说活塞平均速度νm是比转速n

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