习题第二章答案

《汽车发动机原理》作业题库第二章效率是研究换气过程的核心问题？解：发动机排出废气和充入新鲜空气或可燃混合气的全过程叫换气过程。合理组织换气过程的目的包括：输出功率和转矩；影响。应尽量减小换气损失，特别是占最大比例的排气损失。进气后在缸内所形成的湍流场，应能满足组织快速合理燃烧的要求。发动机充气效率是实际进气气缸的新鲜工质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜是换气过程的核心问题。排气流量的主要因素。可以采取哪些措施来提高排气流量？下自由流出，还是依靠活塞强制推出。截面积。因素是排气流动阻力。对于强制排气，排气压力基本上等于排气背压。为了提高排气量，可以采取的措施包括：加快排气门开启的速度，增加自由排气阶段的排气量；减小排期流动损失，降低排气背压，增加强制排气阶段的排气量。机性能有何影响？气门重叠的作用是什么？比较汽油机与柴油机动机气门重叠角的大小，并说明造成差异的原因。解：早开晚关：进气充足、排气干净。进气晚关角和排气早开角被认为是最重要的两个最大，排气早开角对换气损失影响最大。气门重叠角：扫气以降低缸内的残余废气系数；降低发动机的热负荷。气管，出现“回火”现象，且气门重叠角过大时可能造成新鲜可燃充量直接排出排气管。增压发动机的气门叠开角一般会比非增压发动机的大热负荷的目的。44都随转速上升而加大？请逐一从物理概念上定性加以说明。（1损失小。故排气早开角必定存在最佳值。由于转速对膨胀线影响不大，但是经历相同自由排气时间所对应的转角必然是高转速时大，因此转速上升时，排气早开角的最佳值加大。行较多，造成废气倒流，排气量也会减少。所以排气晚关角也存在最佳值。升时，排气晚关角的最佳值加大。进气早开角：过大会回火，过小则进气不足，故存在最佳值。气早开角的最佳值加大。量推回进气管，故存在最佳值。升时，进气晚关角的最佳值加大。什么是气门口平均进气马赫数M？说明

随M

大于0.5就使η急剧下降？v

a v a am解：平均进气马赫数的定义为通过气门口的平均流速与当地音速的比值。充气效率随马赫数的增加而下降，特别是马赫数大于0.5时，充气效率急剧下降。马赫数增大时，气门口流速增大，使流动阻力以平方关系提高，使充气效率下降。当马赫数达到0.5率加速下降。口下游的压力降到多低，孔口的流量都保持不变。这就是气流的壅塞现象。而因机械损失的增加而下降，转速的提高将失去其提高功率的价值。气终了工质温度的变化量？影响大小及趋势如何？解：进气工质的温升加大，必然降低缸内工质的密度，从而降低充量系数，影响发动机的动力输出。力损失变为摩擦热；残余废气与新鲜充量混合；进气过程中燃料气化吸热。其中，前3个因素引起进气工质温度上升，第4个因素引起进气工质温度下降。在4大，高温壁面传热引起的温升越大。用多气门？解：优点：增加了进气流通面积，减小进气阻力，提高进气充量；缺点：使气门机构变得复杂。增加了成本。门节流作用明细，所以柴油机对进气流通面积的要求比汽油机低。ηv出现各缸进气不均匀的主要原因是什么？排气压力的影响。可以增加排气量。的排气压力造成影响。这些会造成多缸机各缸进气不均匀的问题。何改变进气歧管的长度？而可以在低速时获得大转矩，在高速时获得大功率。主要改变发动机的动力性能。高速时使用短的进气管长度，提高功率；低速时使用长的进气管长度，增加扭矩。有一常规的四缸四冲程汽油机，在发动机台架上做试验，下表是测得的数据。排量400cm33.38m3发动机转速环境温度环境压力

2.0dm353.0s48000.951MPa293K0.1MPa残余废气系数 0.05假设气门重叠很小，对换气循环的影响可以忽略不计。已知汽油密度为0.76kg/L，低热值为42MJ/kg，摩尔质量为98kg/kmol。计算：(1)新鲜进气充量；(2)空燃比；(3)充气效率；(4)残余废气质量；(5)混合气热值；(6)有效效率。（1）pM 10000029 1190.48g/a RT 8.314293每循环进入发动机的空气量：mV

3.381190.48 53 1.898ga a a

4800602每循环进入发动机的燃料量为：0.4mVf f

4800602所以每循环进入发动机的新鲜充量为：mmm1 a

1.8980.14342.041g（2）空燃比为：m mmf

1.898 0.1434充量系数为：3.38534800V aVv Vs

6022103

0.7972残余废气质量：mmr r

0.052.0410.1021g因空燃比小于理论空燃比，所以混合气所能发出的热值应按空气量计算：单位质量混合气热值：H l

13.2414.8

44000H 0 2764.197kJ/kgumm 1 113.24混合气密度为：1 113.24 1.2721kg/m3m 293

22.41

293

22.4

13.24273.15

M f

273.15 29 a混合气的体积热值为：umV

umm

2764.1971.27213516.33kJ/m3（6）发动机的有效热效率为： p V 0.9511062103 mes 0.3014e mHf u

0.143444000个过程是如何在两个冲程内完成的。活塞向下移动的冲程，先燃烧、膨胀做功，然后排气孔打开，自由排气，再往后扫气孔解：扫气系统包括横流扫气、回流扫气和直流扫气。的热负荷和受力都不均匀。简单的优点。直流扫气在缸盖上设置排气门以代替排气孔优点很多。但由于增设了排气门机构，换气系统复杂，发动机高度增加。为什么二冲程汽油机没有在汽车中得到广泛应用？如果想发展车用二冲程汽油机采用哪些技术措施？解：二冲程