清華大學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)原理思考題答案第一至四及十章十一章僅供參考

1、第一章1、教材圖、教材圖11和圖和圖12分別示出自然吸氣與增壓四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖，請(qǐng)問(wèn)：分別示出自然吸氣與增壓四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖，請(qǐng)問(wèn)：1）各自的動(dòng)力過(guò)程功、泵氣過(guò)程功指的是圖中哪塊面積？功的正負(fù)如何？）各自的動(dòng)力過(guò)程功、泵氣過(guò)程功指的是圖中哪塊面積？功的正負(fù)如何？2）各自的理論泵氣功、實(shí)際泵氣功和泵氣損失功指的是圖中哪塊面積？功的正負(fù)如何？）各自的理論泵氣功、實(shí)際泵氣功和泵氣損失功指的是圖中哪塊面積？功的正負(fù)如何？3）各自的凈指示功和

2、總指示功又是由圖中哪些面積組成？功的正負(fù)如何？）各自的凈指示功和總指示功又是由圖中哪些面積組成？功的正負(fù)如何？4）比較自然吸氣與增壓發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖的差異，并說(shuō)明原因。）比較自然吸氣與增壓發(fā)動(dòng)機(jī)示功圖的差異，并說(shuō)明原因。答：1）自然吸氣：動(dòng)力過(guò)程功12WW?(正)，泵氣過(guò)程功32WW?（負(fù)）。增壓：動(dòng)力過(guò)程功1W（正），泵氣過(guò)程功2W（正）。2）自然吸氣：理論泵氣功0，實(shí)際泵氣功32WW?（負(fù)），泵氣損失功32WW?（負(fù)）。增壓：理論泵氣功

3、矩形（陰影部分2W）（正），實(shí)際泵氣功2W（正）和泵氣損失功陰影部分（負(fù)）。3）自然吸氣：凈指示功12WW?（正），總指示功13WW?(正)。增壓：凈指示功1W?矩形面積（正），總指示功12WW?（正）4）增壓發(fā)動(dòng)機(jī)與普通發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力循環(huán)上的主要差別在于泵氣過(guò)程功，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)由于有進(jìn)氣增壓，其理論泵氣功為正，雖然有泵氣損失，但泵氣過(guò)程功仍為正，而自然吸氣的泵氣過(guò)程功是負(fù)的，這就是兩者在動(dòng)力循環(huán)上的主要區(qū)別。2、教材圖、教材圖14曲軸箱掃

4、氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示功圖兩塊面積各表示什么含義？說(shuō)明曲軸箱曲軸箱掃氣二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的示功圖兩塊面積各表示什么含義？說(shuō)明曲軸箱換氣功的形成過(guò)程及其正負(fù)值判斷。換氣功的形成過(guò)程及其正負(fù)值判斷。答：二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有單獨(dú)的進(jìn)排氣沖程，所以（a）圖中的面積相當(dāng)于動(dòng)力過(guò)程功（正），而（b）圖中的面積是曲軸箱換氣過(guò)程的功（負(fù)）。曲軸箱換氣功是由于活塞背面曲軸箱中的壓力p也是變化的，根據(jù)循環(huán)的方向判斷此功為負(fù)功。3、為什么有指示指標(biāo)與有效指標(biāo)的分別？?jī)煞N指

5、標(biāo)各在什么場(chǎng)合使用、為什么有指示指標(biāo)與有效指標(biāo)的分別？?jī)煞N指標(biāo)各在什么場(chǎng)合使用答：只有與作功有關(guān)的指標(biāo)，才有“有效”與“指示”之分。以工質(zhì)對(duì)活塞作功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱(chēng)為指示指標(biāo)，基于示功圖算出，直接反映燃燒和熱力循環(huán)組織的好壞，用于理論分析和科研；以曲軸輸出功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱(chēng)為有效指標(biāo)，由試驗(yàn)測(cè)出，直接反映產(chǎn)品最終性能，用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和使用當(dāng)中。4、為什么內(nèi)燃機(jī)原理中把平均有效壓力、為什么內(nèi)燃機(jī)原理中把平均有效壓力作為一個(gè)極重要的

6、性能指標(biāo)？作為一個(gè)極重要的性能指標(biāo)？mep答：平均有效壓力是指單位氣缸工作容積所作的循環(huán)有效功，其量綱是壓力的量綱，所以可看作是一個(gè)作用于活塞上的假想平均壓力，此力作用于活塞時(shí)一個(gè)沖程之功正好是單缸有效功。是一種可相對(duì)比較的循環(huán)有效功指標(biāo)，可以用來(lái)方便的對(duì)各種不同機(jī)型的做功能力eWmep進(jìn)行比較，所以把它作為一個(gè)極重要的性能指標(biāo)。5、為什么說(shuō)活塞平均速度、為什么說(shuō)活塞平均速度是比轉(zhuǎn)速是比轉(zhuǎn)速n更為本質(zhì)的動(dòng)力性能指標(biāo)？更為本質(zhì)的動(dòng)力性能指

7、標(biāo)？mv答：從活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)做功的物理本質(zhì)來(lái)看，確定功率大小的因素除了“力”以外，還有活塞的平均運(yùn)動(dòng)速度，它是評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的速度指標(biāo)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)曲軸旋轉(zhuǎn)輸出動(dòng)mv力，所以曲軸轉(zhuǎn)速n也是一種速度指標(biāo)。n和的轉(zhuǎn)化關(guān)系為：。mvsnvm2?發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定工況條件下，不同機(jī)型允許的最高活塞平均速度受到表面磨損、熱負(fù)荷、慣性負(fù)荷、機(jī)械效率等因素的制約，大都處于同一量級(jí)，變化不大。由前式我們可以看到，由沖mv程s和轉(zhuǎn)速n兩個(gè)因素決定。所以低轉(zhuǎn)速

8、、大沖程的大型機(jī)和高轉(zhuǎn)速、小沖程的小型高速機(jī)，決于循環(huán)混合氣的進(jìn)氣量。有效燃油消耗率在使用的燃料不變即不變的情況下，有效燃油消耗率主要取1eetubH??uH決于有效效率。et?8、燃料低熱值、燃料低熱值和混合氣熱值和混合氣熱值有何異同？決定混合氣熱值的因素是哪些？有何異同？決定混合氣熱值的因素是哪些？uhmixh答：燃料低熱值和混合氣熱值是指單位燃料或可燃混合氣在熱標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下完全燃燒所釋uhmixh放的熱量，不同點(diǎn)在于燃料低熱值指的是

9、燃料本身的放熱量，而混合氣熱值中還包含了uhmixh其他氣體。由公式可知，決定混合氣熱值的因素有燃料低熱值，過(guò)量空氣系0(1)umuaHHl???uH數(shù)和單位質(zhì)量的燃料完全燃燒所需的理論空氣量。a?0l9、內(nèi)燃機(jī)有效效率公式、內(nèi)燃機(jī)有效效率公式中，中，、、各自的物理含義是什么？各自的物理含義是什么？etctm?????c?t?m?答：答：——燃燒效率，為化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為熱能的百分比，，其中為每缸c?1cbuQgH??1Q每循環(huán)燃燒釋

10、放出的熱量；——循環(huán)熱效率，為燃燒發(fā)出的熱量，靜發(fā)動(dòng)機(jī)熱力循環(huán)轉(zhuǎn)為工質(zhì)對(duì)活塞所作指示t?1Q功的百分比，；iW1itWQ??——機(jī)械效率，為指示功減去損失功之后，轉(zhuǎn)為有效輸出功的百分比，m?iWmWeW。emiWW??10、可燃混合氣的濃與稀可以用哪幾個(gè)指標(biāo)表示？各指標(biāo)的意義為何？彼此間如何換算？、可燃混合氣的濃與稀可以用哪幾個(gè)指標(biāo)表示？各指標(biāo)的意義為何？彼此間如何換算？(1)、過(guò)量空氣系數(shù)a?設(shè)單位質(zhì)量的燃料完全燃燒所需的理論空氣量為

11、，而實(shí)際供給的空氣量為，則0ll。燃空當(dāng)量比：0all??1a?化學(xué)計(jì)量比：完全燃燒時(shí)空氣與燃料的質(zhì)量比，是無(wú)量綱數(shù)。即為：:1。0l(2)、空燃比：指混合氣中空氣質(zhì)量與燃料質(zhì)量之比。?(3)、燃空比或：指混合氣中燃料質(zhì)量與空氣質(zhì)量之比，是空燃比的倒數(shù)。?1?換算：，0al???01al???11畫(huà)圖：畫(huà)圖：1）在）在pV坐標(biāo)圖上畫(huà)出四沖程增壓柴油機(jī)的示功圖，用箭頭注明各過(guò)程進(jìn)行坐標(biāo)圖上畫(huà)出四沖程增壓柴油機(jī)的示功圖，用箭頭注明各過(guò)程進(jìn)行

12、方向，并在曲線(xiàn)上標(biāo)出進(jìn)、排氣門(mén)早開(kāi)、晚關(guān)和著火的五個(gè)點(diǎn)。方向，并在曲線(xiàn)上標(biāo)出進(jìn)、排氣門(mén)早開(kāi)、晚關(guān)和著火的五個(gè)點(diǎn)。2）在）在p坐標(biāo)圖上對(duì)應(yīng)畫(huà)出上坐標(biāo)圖上對(duì)應(yīng)畫(huà)出上述示功圖的壓力變化圖（整個(gè)循環(huán)）和上述對(duì)應(yīng)的五個(gè)點(diǎn)。述示功圖的壓力變化圖（整個(gè)循環(huán)）和上述對(duì)應(yīng)的五個(gè)點(diǎn)。（注意：圖畫(huà)大一點(diǎn)。各曲線(xiàn)形狀（注意：圖畫(huà)大一點(diǎn)。各曲線(xiàn)形狀及對(duì)應(yīng)關(guān)系要定性準(zhǔn)確。坐標(biāo)原點(diǎn)及上、下止點(diǎn)都要標(biāo)出來(lái)。及對(duì)應(yīng)關(guān)系要定性準(zhǔn)確。坐標(biāo)原點(diǎn)及上、下止點(diǎn)都要標(biāo)出來(lái)。）見(jiàn)書(shū)P