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汽车动员机路理课后谜底 王建昕 帅石金 清华大

时间:2019-12-25 作者:admin

  汽车策动机道理课后谜底 王修昕 帅石金 清华大学出书社_工学_上等教授_教授专区。汽车策动机道理 主编王修昕帅石金 清华大学出书社 课后习题谜底

  《汽车策动机道理》课后习题谜底 第一章 1-1 图 1-2 示出了天然吸气与增压四冲程策动机的示功图,请问: (1)各自的动力流程功、泵气流程功指的是图中哪块面积?功的正负若何? (2)各自的表面泵气功、本质泵气功和泵气耗费功指的是图中哪块面积?功的正负若何? (3)各自的净指示功和总指示功又是由图中哪些面积构成?功的正负若何? (4)形成天然吸气与增压策动机示功图分别的道理是什么? 解:由图 1-2, (1)天然吸气:动力流程功=面积 aczbaWt=W1+W3,正功 泵气流程功=面积 W2+W3,负功 增压:动力流程功=面积 aczbaWt=W1,正功 泵气流程功=面积 brab Wt=W2,正功 (2)天然吸气:表面泵气功=0 本质泵气功=W2+W3,负功 泵气耗费功 W2+W3 负功 增压:表面泵气功=pk 和 pb 间的矩形面积,正功 本质泵气功=W2,正功 泵气耗费功=暗影面积,负功 (3)天然吸气: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)分别的道理:增压策动机的进气压力高于排气压力,所以泵气流程功为正。 1-2 增压四冲程策动机正在中、幼负荷工况运行时,有能够产生压气机落后气压力 pb 幼于涡 1 轮前排气压力 pk 的情景,请画出此时策动机一个轮回的 p-V 图,标出上下止点、进排气门开 合和着火功夫的地点,以及表面泵气功和泵气耗费功面积,并鉴定功的正负。 解:p-V 图如下图所示: 表面泵气功:绿线笼罩的矩形面积,负功 本质泵气功:进排气线笼罩的面积,负功 泵气耗费功:两块面积之差,负功 1-3 假设机器增压与涡轮增压四冲程策动机的动力流程功 Wt 和压气机后压力 pb 均不异,请 问两者的示功图有何异同?二者的泵气流程功有何分别?为什么? 解:涡轮增压的表面排气线为 pk,机器增压的表面排气线;且涡轮增压的本质排气线 位于机器增压本质排气线的上方。机器增压的泵气功大,由于机器增压的排气压力更低。 1-4 图 1-4 曲轴箱扫气二冲程策动机的示功图两块面积各吐露什么寓意?阐明曲轴箱换气功 的变成流程,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。对待气缸,排气门先 开启排气,然后扫气门开启最先扫气,扫气门封闭时扫气完成,排气门封闭后全部气缸的换 气流程完成。对待曲轴箱,进气门从开启到封闭为进气流程,扫气门从开启到封闭为扫气过 程。曲轴箱换气功为负功。 1-5 为什么策动机职能目标有指示目标与有用目标的不同?两种目标各正在什么景象利用?为 什么凡是不把净指示功举动常用的指示功目标? 解:指示目标:不受轮回流程中机器摩擦、附件打发以及进排气和扫气活动耗费的影响,直 接反映缸内热功转换实行的长短,于是正在内燃机就业流程阐发中广大使用;有用目标:被用 来直接评定策动机本质就业职能的优劣,于是正在策动机天生和试验研商中广大使用。由于净 指示功难以直接测算得出,因此凡是不把净指示功举动常用的指示功目标。 1-6 策动机的动力、经济职能正在出产利用中首要用哪几个目标来吐露?倘若要实行差异机型 职能的比拟,该当利用何种动力、经济职能目标? 解:动力性:功率、扭矩、速率; 经济性:有用恶果、燃油打发率、润滑油打发率。 2 差异机型比拟常用:有用均匀压力、升功率和 be。 1-7 为什么策动机道理把有用均匀压力 pme 作为一个极为要紧的职能目标? 解:由于 pme 与整机的功率、扭矩和功都成正比,又是可比目标,是吐露动力职能的最具代 表目标。 1-8 为什么说活塞均匀速率 νm 是比转速 n 更为性质的动力职能速率目标? 解:由于转速 n 只可举动统一机型的速率目标,不行用来鉴定差异机型运动速率的疾慢。 1-9 试推导以有用均匀压力 pme 吐露的有用输出功率 Pe 和有用转矩 Ttq 的阴谋公式(标出各 参数的量纲);比力同为动力性目标的 Pe 和 Ttq 有何区别;阐发正在策动机布局参数稳定的前 提下升高输出功率 Pe 的途径。 解: Pe ? inVs pme 30? 和 Ttq ? iVs pme ?? ?10?3 , 个中:pme 量纲为 MPa,Pe 量纲为 kW,Ttq 量纲为 N.m。 升高输出功率 Pe 的途径:升高转速,增大均匀有用压力(增压,升高恶果等)。 1-10 为什么说策动机转速 n 确定后输出功率 Pe(或转矩 Ttq)首要取决于有用恶果 ηet 和轮回 可燃同化气进胸怀(汽油机)或轮回供油量(柴油机)?而有用燃料打发率 be 则首要取决 于有用恶果 ηet? 解:当转速 n 确定后,单元年光内做功的次数必然。肯定做功疾慢的首要成分变为一次做功 的多少。而轮回可燃同化胸怀和轮回喷油量所发生的热量与有用恶果的乘积即为每轮回做的 功。所以,当 n 确定后,轮回可燃同化胸怀和轮回喷油量所发生的热量与有用恶果成为影响 Pe 首要目标。 1-11 燃料低热值 Hu 和同化气热值 Hum 有何异同?肯定同化气热值的成分有哪些? 解:燃料热值:单元质地的燃料正在法式状况下,统统燃烧所能开释的热量。可燃同化气热值 为单元质地或体积的可燃同化气正在法式状况下燃烧所开释的热量。取决于燃料的热值和空燃 比。 1-12 策动机有用恶果阴谋公式?et=?c·?t·?m 中,?c、?t、?m 各自的物理寓意是什么?天然吸 气、涡轮增压和机器增压四冲程策动机的?c、?t 和?m 有何区别? 解:燃烧恶果:燃料化学能通过燃烧转化为热能的百分比。 轮回热恶果:燃烧加热量过程策动机就业轮回转化为对活塞的指示功的百分比。 机器恶果:指示功减去机器耗费后,转化为有用功的百分比。 凡是增压策动机大于天然吸气策动机。对待机器恶果,涡量增压大于机器增压。 1-13 影响有用燃料打发率 be 的成分有哪些?低浸 be 的途径有哪些? 解:影响成分:燃烧恶果、机器恶果、轮回热恶果等。 低浸途径:增压幼排量本事、稀少燃烧、增大压缩比等。 1-14 可燃同化气的浓与稀能够用哪几个目标吐露?各目标的意旨为何?互相间若何换算? 解:空燃比:同化气中氛围和燃料的质地比。 3 过量氛围系数:本质空胸怀比表面空胸怀。燃空当量比:表面与本质空胸怀之比。 空燃比与当量比互为倒数。过量氛围系数为空燃比与表面空燃比的比值。 1-15 什么是燃料燃烧时的化学计量比?拥有化学计量比的可燃同化气的过量氛围系数?a 是 多少,其空燃比 α 又是多少? 解:燃料和氛围凑巧也许统统反合时两者的比值。拥有化学计量比的可燃同化气的过量氛围 系数?a 为 1,其空燃比 α 为 14.2。 1-16 基于 Pe 的归纳表达式(1-40)阐发: (1)哪些参数属于“质”合节参数?哪些参数属于“量”合节参数? (2)策动机正在布局参数稳定的情景下,由天然吸气改为涡轮增压时,式中各样参数何如变 化? 解: (1):上式中, 、 、 三者为“质”合节参数,其余为“量”合节参数。 (2):策动机由天然吸气改为涡轮增压时,倘若燃烧机合得较好, 、 、 、 略有 扩充, 、 大幅扩充, 、 、 稳定。 1-17 一台 4 缸四冲程火花点燃策动机(缸径 D=80mm,冲程 s=76.5mm)骨气门全开时正在 台架上的衡量结果如下:策动机转速 n=5900 r/min;有用转矩 Ttq=107.1 N·m;指示均匀压力 pmi=1.19 MPa。阴谋: (1)轮回指示功 Wi; (2)指示功率 Pi 和有用功率 Pe; (3)有用均匀压力 pme; (4)机器恶果?m; (5)机器耗费功率 Pm 和机器耗费均匀压力 pmm。 解: (1) (2) (3) (4) (5) 4 1-186135Q-1 四冲程柴油机的冲程 s=140mm,正在策动机转速 n=2200r/min 时的机器恶果为 ?m =0.75,有用输出功率 Pe=154kW,有用燃料打发率为 be=217g/(kW·h)。已知柴油机低热 值为 Hu=42500kJ/kg。求此时策动机的 pme、Ttq、Pm、?et 和 Wi 各值。 解: 1-19 一台 6 缸四冲程柴油机(缸径 D=102mm;冲程 s=125mm),正在全负荷时的台架衡量 结果如下:21.22 s 内打发燃料体积 200 cm3,燃料密度 0.83 kg/dm3;30.1 s 内打发氛围体积 5m3;处境氛围压力 0.1 MPa;处境氛围温度 300 K;有用转矩 424 N·m;策动机转速 2650 r/min; 机器耗费均匀压力 0.1758 MPa;柴油低热值 42500 kJ/kg。阴谋该测试要求下: (1)燃料体积流量和质地流量; (2)氛围体积流量和质地流量; (3)有用功率 Pe; (4)有用燃料打发率 be 和有用热恶果?et; (5)指示燃料打发率 bi 和指示热恶果?it。 解: Pv ? RT 100000 ? 8.314 ?300? ? ? 1.16kg / m3 (1) 燃料体积流量:200 / 21.22 ?3600 ? 33.9L / h 燃料质地流量:0.83? 33.9=28.1kg / h (2) 氛围体积流量:5 / 30.1? 3600 ? 598m3 / h 氛围质地流量:1.16? 598=693.7kg / h (3) Pe ? Tn ? 424? 2650? 3.14? 2 / 60 ? 117.6kW (4) be ? B Pe ?1000 ? 28.1 117.6 ?1000 ? 238.9 g / kWh ?et ? 3600000 be Hu ? 3600000 238.9? 42500 ? 0.355 (5) pme ? 30? Pe inVs ? 30? 4?117.6 6? 2650?1 ? 0.8875Mpa ?m ? 0.8875 0.8875 ? 0.1758 ? 0.835 bi ? be ??m ? 0.835? 238.9 ? 199.4g / kWh ?it ? ?et /?m ? 0.355 / 0.835 ? 0.425 1-20 一台排量为 4.6 L 的四冲程 V8 汽油机采用了断缸本事,当功率需求减幼时,切换成 2.3 5 L 排量的 V4 就业形式。该策动机正在转速为 1750 r/min 时,采用 V8 就业形式,此时策动机 的充量系数为 0.51,机器恶果为 0.75,空燃比为 14.5,发出的有用功率是 32.4 kW。策动机 正在更高的转速下切换成 V4 就业形式时,充量系数为 0.86,机器恶果为 0.87,空燃比为 18.2。 假定差异转速下的指示热恶果不异,且燃烧恶果为 100%,氛围是正在 20℃和 0.1MPa 的要求 下吸入气缸的。阴谋: (1)1750 r/min 时,V8 就业形式的进气质地流量(kg/s); (2)1750 r/min 时,V8 就业形式的燃料打发质地流量(kg/s); (3)1750 r/min 时,V8 就业形式的有用燃料打发率(g/(kW·h)); (4)V4 就业形式发出与 V8 就业形式不异有用功率所需的转速(r/min); (5) 上述 V4 就业形式时策动机的有用燃料打发率(g/(kW·h))。 解: (1)按照 pv=nRT,有以下相合式 (2) (3) (4) 由于只是热恶果相当,因此: (5)be*0.75/0.87=268g/kW.h 第二章 2-1 缸内工质是从哪几个方面影响策动机的职能及其燃烧形式的? 解:(1) 工质的各样热力参数—质 (2) 燃料热值(可燃同化气的热值)—量 6 (3) 燃料的理化特色—差异就业形式 (4) 燃料的组份—燃烧和排放 2-2 什么是策动机的惯例燃料和代用燃料?代用燃料是若何分类的?为什么要加紧代用燃 料的研商和使用? 解:惯例燃料:汽油、柴油。 代用燃料:除石油汽油、柴油以表的烃类/醇类/醚类/酯类/氢气等燃料;分类详见表 2-1。 加紧代用燃料研商首要出于能源安定和处境爱戴研商。 2-3 醇、醚和酯类燃料都是含氧燃料,它们的分子布局各有什么特色?不同列出 1~2 种常 用的醇、醚和酯类代用燃料及其燃烧形式。 解:醇类是烃类物质中的氢被羟基代替的产品。常见醇类燃料有甲醇和乙醇。因其辛烷值较 高,凡是为点燃; 醚类物质是两个烃基通过氧原子毗邻起来的化合物。常见醚类燃料为二甲醚,其十六烷 值较高,凡是为压燃; 酯类物质是烃类物质中的氢被羧基代替的产品。常见酯类燃料为生物柴油,其十六烷值 较高,凡是为压燃。 2-4 分子布局不异的烃燃料,其分子中碳原子数的多少对策动机的职能有何影响?道理何 正在? 解:C 越多,化学安闲性差,着火温度低,易自燃;但物理安闲性好,不易气化。由于高 C 烃布局巨大冗长,易于裂解;但相对分子量较大,不易气化。 2-5 因素不异但分子布局差异的烃燃料对策动机的职能有何影响?道理何正在? 解:(1)链与环— 环化学安闲性好,不易自燃; (2)直链与支链(或正烷与异烷)—支链(异烷)的化学安闲性好,抗爆好(如正庚烷 C7H16 和异辛烷 C8H18 的辛烷值不同为 0 和 100); (3)单键和多键—多键非饱和烃不易断链,不易自燃,但稳定性差,储存中易氧化结胶 (如烯烃)。 2-6 为什么对压燃式柴油机是杰出的燃料,对点燃式汽油机则凡是是不良的燃料?归纳考 虑策动机的动力、经济性和排放条件,理念的汽油和柴油应由何种布局和因素的烃燃料组 成? 解:由于柴油机燃料凡是有较高的十六烷值以便压燃,高十六烷值意味着容易自燃,倘若应 用正在点燃式汽油机上,会惹起主要的爆震,形成策动机职能及寿命低浸。汽油机利用的燃料 条件有较高的辛烷值,以贬抑爆震发生。其余柴油燃料凡是不易气化,倒霉于火焰宣传,会 形成排放升高。从何研商策动机的各样职能,理念的柴油机燃料应由碳原子数为 16 阁下的 直链烷烃组成,而汽油机燃料应由碳原子数为 8 阁下的异构烷烃或环烷烃组成。 2-7 正十六烷与 α-甲基萘的十六烷值不同为多少?为什么两者的着火特色有明显差异? 解:十六烷值 CN = 100,自燃性很好; α-甲基萘 CN = 0,自燃性很差。其着火特色与 C 原子数亲切合连。 2-8 测定辛烷值时,为什么有的燃料的辛烷值会大于 100?为什么有的燃料的 RONMON, 7 而有的燃料却是 RONCON。 解:阐明抗爆性优于异辛烷,若待测燃料比参比燃料更敏锐,则 RONMON;反之, RONMON。 2-9 汽油燃料蒸发弧线%馏程的意旨是什么?它们对策动机的职能有 何影响?燃烧一种终馏点很高的汽油会产生什么结果? 解:10%馏程(T10) — 燃料中含有轻馏分的大意数目,响应汽油机的冷起动性。 50%馏程(T50) — 燃料的均匀蒸发职能,响应汽油机的就业安闲性。 90%馏程(T90) — 燃料中的重质馏分含量,响应汽油机燃烧统统性。 EP 高,易积碳,加剧磨损,烧机油。 2-10 什么是燃料的饱和蒸气压?汽油饱和蒸气压的过高和过低不同会对策动机职能带来 什么影响? 解:饱和蒸气压:正在章程要求下燃油和燃油蒸气到达平均状况时,燃油蒸气的压力。 蒸气压过低,策动机冷起动职能差,同化气变成速率慢,倒霉于燃烧。 蒸气压过高,正在蓄积和运输流程中易发生蒸发耗费,着火的伤害性大;也容易正在燃油供 给编造中变成“气阻 Choking”。 2-11 芳烃和烯烃是理念的高辛烷值汽油组分,为什么正在汽油法式中却要范围它们的含量? 解:(1)烯烃是汽油升高辛烷值的理念因素。然则因为烯烃有热担心闲性,导致它易变成胶 质,并浸积正在进气编造中,影响燃烧成果,扩充排放。烂漫烯烃蒸发排放到大气中会发生光 化学反映,进而惹起光化学污染。 (2)芳烃日常是汽油的高辛烷值组分,拥有高能量密度。然则,芳烃会导致策动机发生 浸积物,扩充尾气排放,席卷 CO2。 2-12 为什么跟着燃料品格品级的升高,燃料中硫的含量出现大幅度低浸的趋向? 解:硫自然存正在于原油中。硫可鲜明地低浸催化转化器中催化剂的成就,同时正在高温要求下 对氧传感器形成不良影响。高硫燃油会使车载诊断编造(OBD)失灵,使催化转化器监控安装 发送毛病的诊断码,并向司机发出毛病的障碍信号。 2-13 惯例汽油机和柴油机正在同化气变成、着火和负荷医治三方面有何分别?变成这些分别 的首要道理是什么? 解:(1)同化气变成形式差异: 汽油—易气化,缸表低压喷射蒸发,与氛围变成预造均质同化气 柴油—难气化,缸内高压喷雾成渺幼液滴,与氛围变成非均质(分层)同化气 (2)着火及燃烧形式差异: 汽油—难自燃,易点燃(SI),用高压电火花点燃预混燃烧,火焰宣传。可正在 ?a =1 的条 件下统统燃烧 柴油—难点燃,易压燃(CI),扩散燃烧,即边喷-边混-边燃,为了统统燃烧,必需 ?a 1.2 (3)负荷医治形式差异: 汽油机—预同化,?a 根基维持稳定,量医治 8 柴油机—分层同化,?a 转移畛域大(0~∞),质医治 道理:燃料的理化特色差异。 2-14 汽油能够压燃吗?倘若能够,汽油压燃有什么优过失?倘若不行够,请说出起因。 解:汽油可压燃。比如稀同化气要求下的汽油匀质同化气压燃 HCCI,以告终汽油机的高效 低污染燃烧。 2-15 影响工质比热容的首要成分有哪些?影响趋向若何?比热容为什么对策动机的动力、 经济性有巨大影响? 解:影响成分:温度和分子的自正在度数。 cp、cV 随温度 T 上升而扩充,K 随温度 T 上升而低浸。分子自正在度(原子数)增大,cp 和 cV 增大,K 减幼。K 越大,cp 和 cV 越幼,不异加热量下,工质温升越高,轮回热恶果高。 2-16 影响残存废气系数?r 的首要成分有哪些?为什么汽油机的?r 凡是比柴油机的大?而 增压柴油机的?r 很幼? 解:影响残存废气系数的首要成分:进排气压力、转速、压缩比、配气相位和排气编造动态 特色。汽油机?r 偏高是由于 ε 幼,压缩容积大,低负荷时进气节约强使希奇充量低浸;增压 柴油机?r 幼是由于扫气成果强。 2-17 燃料燃烧后分子数大于燃烧前分子数的首要道理是什么?为什么汽油机的分子转移系 数比柴油机大? 解:柴油机分子系数较幼道理:一是因为均匀过量氛围系数较大,同化气中有较多氛围不参 与反映;其余,柴油含 H 量低。 2-18 可燃同化气热值有哪几种吐露手腕?各自的物理意旨是什么?哪一种吐露手腕更能反 映工质作功才智的巨细? 解:单元质地或单元体积可燃同化气发出的热量(kJ/kg 或 kJ/m3)。 (Hum)V 代表同化气的能量密度,越高则不异就业容积发出的功率越高(即 pme 高)。 2-19 为什么含氧液体燃料的热值比汽、柴油低得多,但其可燃同化气热值却相差不大?为 什么自然气的热值比汽油大,但其可燃同化气热值反而低? 解:气体烃 H/C 高,Hu 高,但自己是气体(密度幼),加上 H 燃烧条件氛围多,Hum 幼。 含氧燃料(甲、乙醇)自己含 O,Hu 低,但需氛围也少(l0 幼),Hum 与汽、柴油附近。 2-20 氢的可燃同化气热值很低,所以适用上都是向缸内喷射液态氢以升高策动机的有用平 均压力,这是不是意味着增大了氢的可燃同化气热值呢? 解:缸内直接喷液态氢升高均匀有用压力,相当于增压的成果使同化气的密度上升,每轮回 的发烧量也上升。 2-21 阴谋并比拟汽油、柴油、自然气、乙醇四种燃料的单元 kJ 发烧量对应的 CO2 发生量。 为削减 CO2 排放量和改观环球温室效应,应若何采选汽车燃料? 解:燃烧开释单元 kJ 的热量,汽油、柴油、自然气和乙醇不同天生的的 CO2 质地不同为: 9 从以上数据能够看出,四种燃料中,自然气燃烧开释单元 kJ 的热量所发生的 CO2 起码, 从改观温室效应的角度看,车用燃料应利用自然气。 2-22 一台幼型 3 缸涡轮增压车用策动机燃用异辛烷燃料,策动机吸入的空胸怀为化学计量 比空胸怀的 120%。阴谋此时同化气的:(1)过量氛围系数;(2)空燃比;(3)燃空当量比。 解:(1)?α=l/l0=1.2 (2) 异辛烷 C8H18 l0=(8/3gc+8gH-go)/0.232=15.1 (3) 空燃比 α=?α* l0=15.1*1.2=18.2 (4) 燃空当量比 2-23 一种燃料的组分组成如下:40%(wt)正己烷(C6H14);30%(wt)异辛烷(C8H18); 25 %(wt)环己烷(C6H12);5%(wt)苯(C6H6)。倘若燃料同化气的空燃比是 17,阴谋 此时同化气的燃空当量比。 解:C6H14 统统燃烧的化学反映方程式为: C6 H14 ? 19 2 O2 ? 6CO2 ? 7H2O; C8H18 统统燃烧的化学反映方程式为: 25 C8H18 ? 2 O2 ? 8CO2 ? 9H2O; C6H12 统统燃烧的化学反映方程式为: C6 H12 ? 9O2 ? 6CO2 ? 6H 2O; C6H6 统统燃烧的化学反映方程式为: C6 H6 ? 15 2 O2 ? 6CO2 ? 3H2O; 又由 O2 的摩尔质地为 32g/mol,O2 正在氛围中的质地百分比为 23.2%,因此 1kg 该种燃 料统统燃烧所必要的表面氛围质地为: 32g / mol ( 0.4?1kg ?19 ? 0.3?1kg ? 25 ? 0.25?1kg ?9 ? 0.05?1kg ?15) 0.232 86g / mol 2 114g / mol 2 84g / mol 78g / mol 2 ? 14.9895kg; 即该种燃料的化学计量比为 l0=14.9895,于是其过量氛围系数为: ?a ? l l0 ? 17 14.9895 ? 1.1341, 从而可得该种燃料的燃空当量比为: ? ? 1 ? 1 ? 0.8818。 ?a 1.1341 10 2-24 阴谋由甲醇和汽油构成的同化燃料(甲醇占 20%体积,汽油占 80%体积)燃烧时所 需的化学计量空燃比,以及同化燃料的可燃同化气质地热值和体积热值。假设过量氛围系数 为 1.1,处境温度为 293K,处境压力为 0.1MPa,汽油密度为 0.760kg/L,甲醇密度为 0.795kg/L。 解:同化燃料中甲醇的质地分数为: 则汽油的质地比为: g 汽油=1-0.207=0.793 同化燃料的化学计量空燃比为: 同化气的单元质地低热值为: 查表取汽油的相对分子质地为 107.5,则同化燃料变成的同化气正在标题给定要求时的密 度为: 因此,单元体积同化气热值为: 2-25 甲烷(CH4)与氛围按化学计量比同化并统统燃烧,燃烧产品中只要二氧化碳(CO2)、 水(H2O)和氮气(N2),不同阴谋该燃烧反映正在定压和定容要求下的绝热燃烧温度,并分 析两者发生分别的道理。假设初始反映状况为法式热状况(298K,101.3kPa),燃烧产品 CO2、H2O 和 N2 的定压比热容正在绝热燃烧要求下不同取 56.21、43.87 和 33.71kJ/(kmol·K)。 解:(1) 查得各物质天生焓如下: ; ; ; ; Hreac ? ?reac ni ? hi ? 1 ? (?74870) ? 2 ? 0 ? 7.52 ? 0 ? ?74870J ? ? ?? ? ? ?? H prod ? ? prod ni h0 f ,i ? c p,i Tad ,p ? 298 ? 1 ? ? 393520 ? 56.21 ? Tad,p ? 298 ? ? ?? ? ? ?? ? 2 ? ? 241830 ? 43.87 ? Tad,p ? 298 ? 7.52 ? 0 ? 33.71 ? Tad,p ? 298 由 解得,该燃烧反映正在定压要求下的绝热燃烧温度为 ? ? ? ? ? ? (2)V pi ? p f ? Ru nreacTi ? n T prod ad,V ? 8.314 ? 10.52 ? 298 - Tad,V 由 下的绝热燃烧温度为 解得定容要求 ,这是由于正在定容要求下无膨胀功之故。 11 第三章 3-1 使用工程热力学的公式和弧线对封锁热力学编造热力流程和状况实行阐发时,该当知足 哪些需要的理念要求?阐发策动机的动力流程时,能否知足这些条件? 解:准稳态流程、内部可逆。真相上,固然导致策动机失掉状况平均的物理流程很疾,然则 刹那光复平均的弛豫年光更短。所以,缸内工质能够作准平均态管造。缸内不成逆成分不成 避免,但因不成逆耗费值与全部编造对表的热功换取值比拟极幼,所以策动机缸内能够作内 可逆流程管造。 3-2 策动机的表面轮回、理念轮回和确凿轮回三者之间有何差异?为什么要把策动机的就业 轮回划分为三种轮回实行阐发? 解:(1)表面轮回: 工质——理念气体(氛围),物性参数(比热比,κ)为常数,不随温度转移; 轮回——理念轮回;封锁热力轮回:编造加热→燃烧放热;编造放热→气体换取 (进、排气);奇特热力流程:绝热压缩和膨胀;等容或等压加热和放热; (2)理念轮回: 工质——确凿工质; 轮回——理念轮回; (3)确凿轮回: 工质——确凿工质; 轮回——确凿轮回; 表面轮回最简化而又能超越策动机就业流程性质特质,理念轮回是表面轮回和确凿轮回 之间的中心模子。为了完备轮回阐发,因此创立了三种模子。 3-3 不同正在统一张 p-V 图和 T-S 图上画出正在加热量和压缩比不异要求下的等容轮回、等压循 环和同化轮回,比力它们的轮回热恶果巨细,并阐明道理。 解:加热量和压缩比不异要求下. q2,pq2,sq2,v?ηt,pηt,sηt,v。由于压缩比不异时,等容轮回 的热恶果最高。 3-4 根据轮回表面和汽、柴油坎阱连参数的本质畛域,诈欺 T-S 图证明为什么柴油机比汽油 机热恶果高? 解:从 T-S 图上能够看到,倘若初始要求不异,因为柴油机的压缩比力高,压缩止境的温度 也相对较高。高温升高了能量的品格,使总的吸热量/散热量大大低浸,于是,柴油机的热 恶果高。 3-5 什么是策动机轮回加热的等容度?等容度与等容加热是一回事吗?等容度与预膨胀比是 什么相合?为什么升高等容度能够升高轮回热恶果? 解:同化轮回的等容度:各微轮回确凿压缩比的算术均匀值与表面压缩比的比值。等容度反 映了确凿燃烧加热流程迫近上止点等容燃烧加热的水平。等容度不等同于等容加热,等容度 与预胀比成反比。等容度越高,各个微轮回确凿凿压缩比就越大,于是每个微轮回的热恶果 就越高,归纳的热恶果也就越高。 3-6若何阴谋涡轮增压策动机和机器增压策动机的指示恶果ηit和机器恶果ηm?两者的ηit和ηm 12 有何差异?与天然吸气原型机比拟,增压策动机的ηit和ηm是加大了依然减幼了?为什么? 解:指示恶果可用指示功与打发燃料的放热量的比值求得。机器恶果为有用功与指示功的比 值。涡轮增压策动机的机器恶果凡是比相应的天然吸气策动机的高。指示恶果两者差异不大。 指示恶果转移不大,机器恶果增大。 3-7柴油机的压缩比比汽油机高许多,但为什么汽油机的燃烧最高温度比柴油机高?为什么 正在不异要求下也是汽油机的有用均匀压力高于柴油机? 解:固然汽油机压缩比力低,但因为同化气较浓况且等容度也较高,因此最高燃烧温度较高。 且柴油机利用稀燃,空燃比力高,总的热容比力大。 3-8 简述表面轮回,阐发对改观内燃机动力、经济职能的向导意旨。 解:(1)指出了改观策动机动力性、经济性的根基规定和倾向:升高压缩比;升高等容度; 扩充等熵指数等。 (2)供应了策动机之间进活跃力性、经济性比拟的表面根据。 3-9若将确凿工质特色替换表面轮回的理念工质特色,将正在哪几个方面临热恶果发生影响? 影响趋向若何?研商确凿工质特色之后,高、低负荷要求下,汽油机和柴油机的热恶果的差 距是加大了依然减幼了?为什么? 解:确凿工质对热恶果的影响: (1)比热容:确凿工质κ <理念工质κ →线) 高温热剖判:燃烧放热年光拉长→等容度σ↓→ηt↓。 (3) 工质分子转移系数:影响不大 (4)过量氛围系数:?a1,未燃碳氢↑→多原子↑→ T↑→κ ↓→ηt↓; ?a1,氛围↑→单双原子↑→ T↓→ κ↑→ηt↑; 研商确凿工质特色后,汽、柴油机热恶果差异加大。 3-10什么是相对热恶果ηrel?引入ηrel有何实际意旨? 解:相对热恶果是确凿轮回的指示恶果与理念轮回的热恶果之比,它响应了策动机确凿凿动 力轮回迫近理念动力轮回的水平。 3-11 确凿轮回比理念轮回多扩充了哪些耗费?这些耗费是何如发生的? 解:(1)传热耗费:确凿轮回并非绝热流程, 通过气缸壁面、缸盖底面、活塞顶面向表散热。 (2)年光耗费:本质燃烧及向工质加热不行够刹那完工,由于:存正在点燃(喷油)提前, 使有效功面积低浸,ηt↓;pz产生正在TDC后10°CA,而非等容加热,使有效功面积减幼。 (3)换气耗费:排气门早开,形成膨胀功耗费。 (4)不统统燃烧耗费:寻常燃烧时,也有ηc≠100%;不寻常燃烧、?a<1等,η t ↓↓。 (5)缸内活动耗费:活动加强以及升高涡流与湍流水平,ηt↓,由于:形成能量耗费、 散热耗费。 (6)工质流露耗费。 3-12机器耗费由哪几个人构成?每个人耗费的特色及其早先要感化的成分是什么? 解:(1)机器摩擦耗费(50%~80%):活塞组件、轴承、气门机构等。 13 (2)附件驱动打发(~10%):水泵、机油泵、燃油泵、点燃安装等运行必不成少的辅帮 机构。 (3)泵气耗费(5%~40%)。 3-13 简述各样机器耗费测定手腕的道理和实用畛域。为什么说除示功图法表,其余三种方 法都不成避免地将泵气耗费席卷正在测定值之内? 解:内燃机机器耗费的首要测定手腕有: (1)示功图法:由示功图阴谋取得的净指示功(增压机)或动力流程功(非增压机) Wi减去台架上测得的有用功We即取得机器耗费功Wm,该手腕实用于各样机型,但因为对上 止点地点的标定精度条件很高,因此只实用于研发就业; (2)倒拖法:是正在策动机寻常运行后断油或断火,用电机反拖策动机,从而测得的反拖 功率即为机器耗费功率,该手腕实用于压缩比不高的汽油机和幼型柴油机; (3)灭缸法:此法仅实用于天然吸气式多缸柴油机,当内燃机调解到给定工况安闲就业 后,先测出其有用功率Pe,然后循序将各缸灭火,灭火前后测功机测得的有用功率差值即为 该缸的指示功率,各缸相加可得整台策动机的指示功率Pi,再减去策动机的有用功率Pe即得 机器耗费功率Pm; (4)油耗线法:正在转速稳定的情景下,测出整机油耗随负荷的转移弧线。将此线表延直 到与横坐标订交,则坐标原点与交点间的连线即为机器耗费值,该手腕实用于天然吸气式柴 油机和低增压柴油机。 上面这四种测定策动机机器耗费的手腕中只要示功图法能够取得净轮回指示功,于是可 以将泵气耗费消弭正在机器耗费以表;而其余三种测定手腕因为无法消弭泵气流程的影响,所 以只可将泵气耗费蕴涵正在机器耗费的测定值内。 3-14 阐明油耗线法衡量机器耗费的道理。为什么汽油机不行使用油耗线法测机器耗费? 解:油耗线法衡量机器耗费的道理:正在转速稳定的情景下,测出整机油耗随负荷的转移弧线。 将此线表延直到与横坐标订交,则坐标原点与交点间的连线即为机器耗费值,该手腕实用于 天然吸气式柴油机和低增压柴油机。汽油机的燃油打发率和负荷不可比例相合,故不实用。 3-15 天然吸气汽油机、天然吸气柴油机和涡轮增压策动机各适于利用何种机器耗费测定方 法?为什么? 解:(1)汽油机多用倒拖法,不适适用灭缸法(影响进气匀称性)和油耗线)天然吸气柴油机适合灭缸法、油耗线法,幼型柴油性能够用倒拖法; (3)废气涡轮增压柴油机无法利用倒拖法和灭缸法(废气涡轮不行寻常就业),低增压 能够用油耗线法(迫近天然吸气柴油机)。 3-16 策动机转速(或活塞均匀速率)和负荷对机器恶果有何秩序性的影响?这一影响秩序 对策动机的职能升高和利用提出什么新的条件? 解:(1)活塞均匀速率:cm↑,摩擦阻力↑,泵气耗费↑,单靠升高转速来升高功率受限; (2)负荷:负荷 Pe↓,ηm↓;怠速 ηm=0;增压机型 ηm↑。升高策动机就业时的负荷率及 低浸中低负荷的机器耗费,对策动机节能有要紧意旨。 3-17策动机润滑油是若何实行分类的?为保障策动机寻常优异地运转,对润滑油的黏度提出 什么条件?润滑油的采选和利用当中若何知足上述条件? 解:策动机润滑油分类涵盖粘度品级和质地品级。选用规定:保障牢靠润滑的条件下,尽量 14 选用低粘度的润滑油以削减摩擦耗费。 3-18 阐明图3-24能量转换的各合节中能量诈欺恶果低浸的物理骨子,并指出升高各合节能 量诈欺恶果的能够途径。 解:A-B :受卡诺轮回热恶果的范围——升高燃烧温度,低浸放热温度; B-C :研商确凿工质特色稀燃——低温燃烧; C-D :相对热恶果采用压燃升高等容度——绝热燃烧; D-E :机器恶果低浸摩擦耗费——可变配气相位。 3-19 Miller轮回与Atkinson轮回有何异同?Miller轮回正在本质使用时是若何告终节能的?为 什么Miller轮回策动机凡是都采用增压本事? 解:Atkinson轮回是扩充策动机的膨胀冲程;Miller轮回的骨子是膨胀比大于压缩比,不增 加冲程,靠掌握进气止境升高热恶果。Miller轮回常采用VVT本事告终节能,并采用增压技 术以增加进气门早合或晚合形成的进气充量耗费。 3-20为什么幼排量“Downsizing”都同时采用扩充本事?其节能的首要道理是什么? 解:Downsizing并通过增压,正在保障输出功率稳定的条件下,升高策动机的有用恶果。节能 的道理:排量减幼,泵气耗费削减;机器耗费削减;增压还可接管排气能量。 3-21增压策动机每轮回排气的最大可诈欺能量是由哪几个人构成的?为什么涡轮增压策动 机不行够悉数诈欺这些能量?缸内每轮回燃烧废气所拥有的最大可诈欺能量是不是便是排 气的最大可诈欺能?为什么? 解:见图3-30,排气可用能量席卷: (1)bf1b :废气也许绝热等熵膨胀至大气压力点所做的功; (2)54215:排气流程中活塞推挤废气所做的功; (3)3g’i23:扫气个人转入排气中的能量。 废气正在达到涡轮机前总免不了有节约、不成逆膨胀、摩擦等耗费。 废气最大可用能不是排气中可诈欺的总能量。废气最大可用能还席卷活塞的促进和扫气 个人的能量。 3-22若涡轮增压策动机按定压编造的表面轮回运转,请问输入涡轮机的能量是否与压气机输 出能量相当?涡轮机输入能量最终打发正在哪几个方面? 解:本质进入涡轮机的能量要比压气机输出的能量大许多。由于有策动机泵气流程中的各样 活动和机器耗费的存正在。 3-23策动机由冷却介质带走的能量约占燃料总能量的1/3,倘若燃烧编造能悉数绝热,是否 就能够把此1/3热量变为有用功?请就此题目作一个周全阐发,并从表面上证明绝热能升高 有用恶果的道理和存正在的范围。 解:绝热策动机可升高热量的品格,削减冷却编造打发的功率,从而升高有用恶果。但同时 废气带走的能量也扩充,低浸了充气系数,增大了压缩功,并必要高温资料,带来润滑等问 题。 3-24根据图3-23所示的天然吸气策动机热平均图,阐发: (1)燃料总能量最终分为哪几个人输出去了? 15 (2)总的机别传热及辐射耗费热量由哪几个人组成? 解:(1)燃料的总能量分拨: a.1/3弱为有用动力输出; b.1/3废气排出; c.1/3弱冷却编造带走; d.其余为驱动附件、传热和辐射打发。 (2)排气编造向机别传热和辐射热量;冷去编造和水套壁面向叽歪传热和辐射热量; 机体、曲轴箱和其他部件向机别传热和辐射热量;辅帮机构传给冷却水的热量。 3-25回热策动机从表面上为什么能大幅度升高轮回热恶果?为什么到目前为止还没有开荒 出适用的回热策动机? 解:回热策动机直接把高温热能接管举动缸内加热量,可升高轮回热恶果。但没有本质开荒 是由于回热安装繁复、回热恶果较低等道理。 3-26 一台压燃式策动机的压缩比为 15,阴谋拥有不异压缩比的 Otto 表面轮回和 Diesel 表面 轮回的热恶果。假设 Diesel 表面轮回压缩始点温度为 18?C,氛围的加热量等于燃料统统燃 烧供应的能量,燃料燃烧时的空燃比 28,燃料低热值为 44MJ/kg,氛围的定压比热容为 1.01kJ/ (kg·K),等熵指数为 1.4。 解:渺视因燃料参加而对工质(氛围)热物理本质的影响,则 (1)Otto 轮回: (2)Diesel 轮回: 压缩至上止点时,工质温度 T2 为 燃料等压放热后,工质的温度 T3 为 则预胀比 ρ 为 则 Diesel 轮回的热恶果为: 3-27 一台高职能四冲程火花点燃策动机的排量是 875cm3,压缩比为 10:1,指示恶果是 Otto 表面轮回恶果的 55%。正在 8000r/min 时,策动机的机器恶果是 85%,充量系数 0.9,空燃比 13,燃料低热值 44MJ/kg。正在温度为 20?C 和压力为 0.1MPa 的处境要求下氛围被吸入气缸。 阴谋策动机的:(1)有用恶果和燃料打发率;(2)氛围流量、功率和有用均匀压力。 解:(1) 有用热恶果 ηet 为: 燃料打发率 be 为: (2) 氛围流量 Aa 为: 有用功率 Pe 为: 16 有用均匀压力 pme 为: 3-28 某一柴油机的表面就业轮回合连参数如下:压缩最先时的气缸压力为 0.1 MPa,温度为 296K;最大准许的气缸压力为 9.5 MPa;正在燃烧期参加的总热量为 2120 kJ/kg;压缩比为 17; 工质的摩尔质地为 28.97 kg/kmol;等熵指数为 1.4。 (1)确定该表面轮回的类型; (2)正在 p-V 图和 T-S 图上画出该表面轮回流程; (3)阴谋该表面轮回准许到达的峰值温度和热恶果。 解:(1) 若按等容轮回运转则等熵压缩止境的压力 pc 和温度 Tc 为: 等容加热后的 pz’和温度 Tz’为: 很鲜明最高压力将凌驾容许压力,因此不行按等容轮回运转,而根据等等压轮回运转, 则最高压力幼于容许压力,欲使策动机经济性最优,则应按同化轮回运转。 (2) 同化轮回的 p-V 图和 T-S 图如教材图 3-5 所示。 (3) 若按同化轮回运转,正在保障安定的条件下,经济型到达最优,则 pz’应为 9.5MPa,此时 对应的 Tz’为: 工质温度从 Tc 定容上升到 Tz’需吸取的热量 Q1 为: 定压流程后工质的温度 Tz 为: 绝热膨胀后的温度 Tb 为: 3-29阴谋题3-28中表面就业轮回的火用耗费。若该轮回采用下列放热形式时,其火用耗费又 是多少? (1)膨胀到大气压力,再实行等压放热; (2)膨胀到大气温度,再实行等温放热。 正在p-V图和T-S图上指出差异耗费的区域,并不同阴谋膨胀到大气压力和膨胀到大气温度时的 热恶果。 解:参考教材图 3-8,则题 3-28 中表面就业轮回的火用耗费为“Ⅰ面积+Ⅱ面积”之和,表面 就业轮回(1)的火用耗费为“Ⅱ面积”,表面就业轮回(2)的火用耗费为 0。图中: Ⅰ面积+Ⅱ面积+Ⅲ面积 17 Ⅲ面积 因此,题 3-28 中表面轮回的火用耗费 I3-28 为: (1) 膨胀到大气压力,再 b’-a 定压放热: 因此, Ⅱ 面 积 + Ⅲ 面 积 故,表面就业轮回(1)的火用耗费 I(1)为: 热恶果为: (2) 膨胀到大气温度,再 b’’-a 定温放热: 由图可知,表面就业轮回(3)的火用耗费 I(2)为: 热恶果为: 3-30 一台排量为 3.3 L 的直列 6 缸柴油机按同化表面轮回就业,其燃料为轻柴油,空燃比 20, 有一半的燃料正在等容阶段燃烧,另一半的燃料正在等压阶段燃烧,且燃烧恶果为 100%。该柴 油机的压缩比为 14,且压缩始点的温度为 60℃,压力为 101 kPa。阴谋: (1)轮回中各状况点的温度; (2)轮回中各状况点的压力; (3)预膨胀比; (4)压力升高比; (5)指示热恶果; (6)燃烧流程中参加的热量; (7)净指示功。 解: 1-2 定熵流程 2-3 定容流程 压力升高比 3-4 定压流程 18 预膨胀比 4-5 定熵流程 (6) 因此,燃烧流程参加的热量 (7) 第四章 4-1 什么是策动机的换气流程?合理机合换气流程的宗旨是什么?为什么说策动机的充量系 数是研商换气流程的重点题目? 解:策动机排出废气和充入希奇氛围或可燃同化气的全流程叫换气流程。 合理机合换气流程的宗旨席卷: (1)保障正在标定工况和全负荷工况下,吸入尽能够多的希奇充量,以获取尽能够高的 输出功率和转矩; (2)保障多缸机各缸轮回进胸怀的分别不跨越应有的畛域,省得对整机职能发生倒霉 影响。 (3)应尽量减幼换气耗费,十分是占最大比例的排气耗费。 (4)进气后正在缸内所变成的湍流场,应能知足机合疾速合理燃烧的条件。 策动机充量系数指单缸每轮回吸入缸内的希奇氛围质地与按进气状况阴谋取得的表面 充气质地的比值,该参数是肯定策动机动力职能和进气流程完备水平的极为要紧的评定指 标,是换气流程的重点题目。 4-2 画出四冲程天然吸气汽油机的低压换气流程 p-V 图,标出进、排气相位角的地点。比 较大负荷与幼负荷时的换气耗费,阐明正在膨胀耗费、排气耗费以及进气耗费等方面的差异。 解:p-V 图如下图所示。个中 b’为 EVO,d 为 IVO,r’为 EVC,a’为 IVC。实线为骨气 门全开(亦即大负荷工况),虚线为骨气门部离开启(亦即幼负荷工况)。 19 膨胀耗费:大负荷时膨胀耗费较大。由于大负荷是缸内温度较高,传热耗费较大。 排气耗费:从图上能够看出,幼负荷时排气耗费较大。由于大负荷时,自正在排气阶段的 排胸怀较大,从图上也能够看出大负荷是排气门开启后,排气压力神速低浸到比幼负荷时的 排气压力略幼的程度,故排气耗费较幼。 进气耗费:幼负荷时进气耗费较大。由于幼负荷时骨气门部离开启,扩充了进气的泵气 耗费。 4-3 自正在排气与强造排气有何性质差异?简述超临界、亚临界和强造排气三个阶段中影响 排气流量的首要成分。能够采用哪些方法来升高排气流量? 解:自正在排气和强造排气的性质差异正在于,废气是正在缸内和大气或涡轮机入口处的压差感化 下自正在流出,依然依附活塞强造推出。 对待超临界排气,气门口流速永远维持本地的音速,故影响排胸怀的首要成分是气门口 截面积。 对待亚临界排气,气门口流速幼于音速,但排气速率依旧较高。此时影响排胸怀的首要 成分是排气活动阻力。 对待强造排气,排气压力根基高等于排气背压。 为了升高排胸怀,能够采用的方法席卷: (1)加疾排气门开启的速率,扩充自正在排气阶段的排胸怀; (2)减幼排期活动耗费,低浸排气背压,扩充强造排气阶段的排胸怀。 4-4 什么是气门口壅塞景色?为什么会产生这种景色?进、排气门口的此种景色会对进、 排气及策动机职能带来什么影响? 解:按气体动力学孔口活动秩序,当孔口上游滞止压力稳定时,正在孔口流速到达音速后,无 论孔口下游的压力降到多低,孔口的流量都维持稳定。这便是气流的壅塞景色。 进气门口壅塞会导致策动机正在升高转速时进气流量不会加大,策动机功率不只不会加 大,反而因机器耗费的扩充而低浸,转速的升高将落空其升高功率的代价。 排气门口壅塞会影响寻常排气,形成残留废气系数过大,倒霉于燃烧的寻常实行。 其它,进排气门壅塞都市扩充进排气流程的换气耗费,影响策动机的经济性。 4-5 进气和排气为什么要早开和晚合?4 个相位角中,哪两个角最要紧?这两个角对策动 机职能有何影响?气门重叠的感化是什么?比力汽油机与柴油机、增压策动机与天然吸气发 动机气门重叠角的巨细,并阐明形成分别的道理。 解:早开晚合:进气充实、排气明净。 进气晚合角和排气早开角被以为是最要紧的两个,这是由于进气晚合角对进气充量影响 最大,排气早开角对调气耗费影响最大。 气门重叠角:扫气以低浸缸内的残存废气系数;低浸策动机的热负荷。 20 汽油机的气门重叠角凡是要比柴油机的幼,这是由于若进气门开启过早,废气会倒入进 气管,产生“回火”景色,且气门重叠角过大时能够形成希奇可燃充量直接排出排气管。 增压策动机的气门叠开角凡是会比非增压策动机的大,这是由于增压策动机进气门表的 压力高于排气背压,于是也许更好地告终燃烧室扫气,到达扩充希奇进气充量和低浸燃烧室 热负荷的宗旨。 4-6 为什么进、排气门开启和封闭 4 个相位角都存正在最佳值?为什么 4 个相位角的最佳值 都随转速上升而加大?请一一从物理观点上定性加以阐明。 解:(1)排气早开角:排气耗费由提前开启的自正在排气耗费和排气冲程的泵气耗费构成。当 排气早开角幼时,自正在排气耗费幼而泵气耗费大;排气早开角大时,自正在排气耗费大而泵气 耗费幼。故排气早开角必然存正在最佳值。 因为转速对膨胀线影响不大,然则履历不异自正在排气年光所对应的转角一定是高转速 时大,所以转速上升时,排气早开角的最佳值加大。 (2)排气晚合角:排气晚合角过幼,排气惯性诈欺不敷;排气晚合角过大,因活塞下 行较多,形成废气倒流,排胸怀也会削减。因此排气晚合角也存正在最佳值。 转速上升时,履历不异的诈欺排气惯性排气的年光所对应的转角也会增大,所以转速上 升时,排气晚合角的最佳值加大。 (3)进气早开角:过大会回火,过幼则进气不敷,故存正在最佳值。 转速上升时,进气门早开的年光不异,对应的进气早开角会增大,所以转速上升时,进 气早开角的最佳值加大。 (4)进气晚合角:过幼不行富裕诈欺进气惯性,过大则有能够把已充入缸内的希奇充 量推回进气管,故存正在最佳值。 转速上升时,履历不异的诈欺进气惯性进气的年光所对应的转角也会增大,所以转速上 升时,进气晚合角的最佳值加大。 4-7 增压策动机与天然吸气策动机的?c 界说有何分别?增压策动机的表面进胸怀倘若按大 气处境要求阴谋,此时界说的?c 响应了什么? 解:天然吸气策动机的表面吸胸怀阴谋时氛围密度根据处境状况下的氛围密度阴谋,增压发 动机的表面吸胸怀阴谋时氛围密度根据压气机后的氛围密度阴谋。 增压策动机的表面进胸怀倘若根据大气处境要求阴谋,此时界说的充量系数响应了增压 的强度(比如,根据这种手腕阴谋所得的充量系数为 1.2,这意味着过程增压后,本质的进 胸怀是处境要求下统统排气和进气时的进胸怀的 1.2 倍),但不行响应增压的恶果。 4-8 涡轮增压策动机与天然吸气原型策动机比拟,因为轮回进胸怀大幅度扩充,因此它的 ?c 也一定大幅度扩充,这种说法对过错?为什么?涡轮增压策动机较天然吸气原型机的?c 凡是来说是加大依然减幼?请枚举首要影响成分加以阐明。 解:这种说法过错。 由于天然吸气策动机的表面吸胸怀阴谋时氛围密度根据处境状况下的氛围密度阴谋,增 压策动机的表面吸胸怀阴谋时氛围密度根据压气机后的氛围密度阴谋。因此增压后轮回进气 量大幅扩充不行阐明充量系数也必然大幅扩充。 涡轮增压策动机比天然吸气原型机的充量系数增大。 由于:进气中断压力升高,扫气低浸了残存烧毁系数,同时削减了进气加热感化,使充 气系数升高。 21 4-9 影响安闲要求下策动机?c 的首要成分有哪些?它们是若何影响?c 的? 解:影响充量系数的首要成分席卷: (1)进气活动阻力的影响。进气活动阻力的巨细直接影响进气恶果和进胸怀。 (2)进气温升的影响。进气工质的温升加大,一定低浸缸内工质的密度,从而低浸充 量系数。 (3)进排气相位角的影响。进排气相位角,十分是进气晚合角和排气晚合角,对充量 系数有影响。合理的进排气相位能够使进气充实、排气明净,升高充量系数。 4-10 评议进气道职能的目标是什么?进气道的计划规则是什么?旋流进气道与滚流进气 道所起的感化有何分别? 解:评议进气道职能的目标是进气涡流强度和流畅阻力。 进气道的计划规则是正在根基知足进气涡流条件的条件下,尽能够低浸气道的活动阻力。 旋流进气道进气时主气流产生绕气门核心的回旋运动;滚流进气道发生回旋核心线与气 缸核心线笔直的纵向滚动气流。两者变成的气流运动时势差异。滚流进气道首要用于告终稀 燃缸内直喷汽油机的分层同化气。 4-11 什么是气门口均匀进气马赫数 Mam?阐明 φc 随 Mam 转移的秩序及道理,为什么 Mam 大于 0.5 就使 φc 快速低浸? 解:均匀进气马赫数的界说为通过气门口的均匀流速与本地音速的比值。 充量系数随马赫数的扩充而低浸,十分是马赫数大于 0.5 时,充量系数快速低浸。 马赫数增大时,气门口流速增大,使活动阻力以平方相合升高,使充量系数低浸。当马 赫数到达 0.5 阁下时,固然总体上未到达音速,但某些幼升程段的气流已迫近壅塞, 4-12 进气中断前工质温度的上升对策动机职能有什么影响?凡是来说,有哪些成分影响进 气中断工质温度的转移量?影响巨细及趋向若何? 解:进气工质的温升加大,一定低浸缸内工质的密度,从而低浸充量系数,影响策动机的动 力输出。 影响进气中断工质温度的转移量的成分席卷:进气流程中高温壁面传热;进气流程中压 力耗费变为摩擦热;残存废气与希奇充量同化;进气流程中燃料气化吸热。 个中,前 3 个成分惹起进气工质温度上升,第 4 个成分惹起进气工质温度低浸。 正在 4 个成分中,进气流程中高温壁面传热对进气温升的影响最大。且转速越低,负荷越 大,高温壁面传热惹起的温升越大。 4-13 为什么近代轿车汽油机广大采用多气门机构?它有什么优过失?柴油机为什么较少 采用多气门?2 气门改为 4 气门时,为什么功率上升的百分比要比转矩扩充的百分比大得 多? 解:便宜: (1)扩充了进气流畅面积,减幼进气阻力,升高进气充量; (2)对待汽油机来说,有利于采用火花塞中置的燃烧室安放。 过失: (1)负气门机构变得繁复。 (2)扩充了本钱。 对待柴油机,因为柴油机没有骨气门,进气阻力相对较幼,而汽油机正在中幼负荷时骨气 22 门节约感化明细,因此柴油机对进气流畅面积的条件比汽油机低。 2 气门改为 4 气门时,功率上升的百分比比转矩扩充的百分比大得多。这是由于:对待 转矩来说,改用 4 气门首要的影响是扩充了进气充量,从而对最大输出转矩有所擢升。对待 功率来说,除了正在不异转速的要求下扩充了输出转矩,使功率上升以表,2 气门改为 4 气门 再有一项要紧的影响:正在策动机高速工况下,因为进气壅塞景色,策动机功率反而低浸;而 2 气门改用 4 气门后,因为气门流畅面积大大扩充,防御了进气壅塞景色,使得正在高转速下 也也许输出较大扭矩,云云因为转速的升高,功率大大扩充。正在这两种影响的归纳感化下, 功率上升的百分比比转矩扩充的百分比大得多。 4-14 为什么说?c—n 进气表特色弧线是策动机十分是汽油机极为要紧的职能弧线之一?一 般策动机的?c—n 表特色弧线的转移趋向有何特色?由哪些成分肯定?进气晚合角是若何影 响?c—n 弧线?为什么策动机升高标定转速时要相应加猛进气晚合角? 解:对待汽油机,正在有用恶果转移不大的要求下,其输出转矩的巨细首要取决于每轮回进入 气缸的充量。因此策动机的进气表特色根基上肯定了各就业转速全负荷时输出转矩和功率, 也便是肯定了整机的最大动力性。 对待柴油机,由速率表特色肯定的最大充量转移秩序,范围了柴油机准许喷入的极限油 量,即范围了能够到达的最大动力性。 汽油机充量系数随转速上升较疾低浸。当个人负荷骨气门合幼时,充量系数低浸更热烈。 柴油机进气速率特色相对汽油机转移平缓。当负荷减幼时,进气速率特色线比进气表特 性线略高少许。 进气充量速率表特色弧线受进气工质温升、活动总阻力、进气晚合角等成分影响。 倘若进气晚合角不随转速转移,则策动机只要一个转速对应最佳进气晚合角。当转速大 于该转速时,不行富裕诈欺进气惯性;当转速幼于该转速时,进入缸内的希奇充量个人流回 进气管。两种情景都是进气充量低于理念值。 升高标定转速时,因为转速扩充时最佳进气晚合角会相应的增大,因此应加猛进气晚合 角,从而能够升高策动机转速并加大输出功率。 4-15 什么是可变气门正时(VVT)?VVT 是若何分类的?它影响策动机的哪些职能?无 凸轮 VVT 有何超越便宜? 解:VVT 通过改造进、排气门开启和封闭功夫以及气门升程,以知足策动机正在差异转速和 负荷工况下对进、排气流畅特色的条件。 VVT 分为可变正时 VVT、可变升程 VVT 和可变正时和升程 VVT 三类。 VVT 首要影响策动机的动力性(增大充量系数)和经济性(削减泵气耗费)。 无凸轮 VVT 诈欺电磁或电液机构直接驱动进、排气门的开启和封闭,省去了凸轮轴, 而且能够对气门正时、气门升程实行全可变医治,可使策动机的职能取得最大水平的优化。 4-16 什么是进、排气流程的动态效应?若何诈欺动态效应来升高策动机的?c?多缸策动机 产生各缸进气不匀称的首要道理是什么? 解:进、排气流程动态效应指进气管、排气管中压力波宣传对进气门端进气压力和排气门端 排气压力的影响。 进气门开启时,发出膨胀疏波,由管端第一次返回压缩密波,诈欺压缩密波能够扩充进 胸怀。肖似的,排气门开启时,发出压缩密波,由管端第一次返回膨胀疏波,诈欺膨胀疏波 能够扩充排胸怀。 多缸机进、排气总管和歧管彼此串联或并联。某一缸进气时,其他缸进气发生的疏波或 23 者密波会对此缸的进气压力形成影响。同理,其他缸的排气变成的疏波或密波也会对排气缸 的排气压力形成影响。这些会形成多缸机各缸进气不匀称的题目。 4-17 诈欺压力波宣传表面证明:气门口开启进气时,为什么进气管中产生的是右行疏波(取 气门口到进气管入口为右行正倾向)?若进气管入口是一个无空滤器全启齿的管端,为什么 上述疏波传到启齿管端时的反射波是全正反射的左行密波?若换为排气门,气门口开启排气 时,情景又若何? 解:气门口开启进气时,因为活塞下行,气缸内压力较低,dpR 为负值,故产生右行疏波。 按照压力波宣传表面和边境要求本质,对待启齿端,产生全负反射,即反射波本质与来 波相反,而幅值不异。故反射波是左行密波。 对待排气门,气门开启排气时,因为缸内压力比排气背压大,故产生右行密波。 4-18 什么是可变进气歧管长度编造?它首要用来改观策动机的什么职能?高、低转速下如 何改造进气歧管的长度? 解:可变进气歧管长度编造,能够正在差异的转速下掌握气流沿差异长度的途途进入气缸,从 而能够正在低速时获取大转矩,正在高速时获取大功率。 首要改造策动机的动力职能。 高速时利用短的进气管长度,升高功率;低速时利用长的进气管长度,扩充扭矩。 4-19 为了诈欺进气动态效应升高某一汽油机正在 n=5000r/min 时的?c,对其进气管实行计划, 已知进气早开角和晚合角不同为 30°CA 和 50°CA,设本地音速为 350m/s,试阴谋并选定最 佳进气管长度。 解:本轮回(惯性效应): 设该汽油机的进气管长度为 L,即 2L a ? ?? ? ? 180 2?n / 60 式中 a 为本地声速, ?? 为进气门总的开启角度值; 因此, ?? ? ? ? a L ? 180 ? ?? ? a ? ?30 ?180 ? 50?? 350 m ? 1.5167m 4?n / 60 720n / 60 720? 5000 60 (1) 上轮回(动摇效应) 上轮回残存压力动摇的正压波如能处于本轮回进气工夫,则会对?c 有利。 记气门口处压力动摇频率为: f1 ? a 4L 进气门开启频率为: 24 f2 ? n 120 频率比 q ? f1 f2 ? 30a 为 1.5,2.5…, nL 残存正波达到, 对?c 有利。因此有: 30a ? 30? 350 ? 2.1 ? 1.5,2.5? nL 5000L L L? 2.1 ? 1.4,0.84,0.6?m ; (2) (1.5,2.5,3.5?) 管长 L 与转速 n 要合理结婚:L 太长,对?c 没有影响;L 过短,多次返回的密波和疏波 彼此抵消。由式(1)、(2)可知,最佳的进气管长度为 L=1.4m。 4-20 有一惯例的四缸四冲程汽油机,正在策动机台架上做试验,下表是测得的数据。 排量 2.0 dm3 打发 400cm3 燃料和 3.38m3 氛围的年光 53.0 s 策动机转速 4800 r/min 有用均匀压力 0.951 MPa 处境温度 293 K 处境压力 0.1 MPa 残存废气系数 0.05 假设气门重叠很幼,对调气轮回的影响能够渺视不计。已知汽油密度为 0.76kg/L,低热 值为 42MJ/kg,摩尔质地为 98kg/kmol。 阴谋:(1)希奇进气充量;(2) 空燃比;(3) 充量系数;(4) 残存废气质地;(5) 同化气热 值;(6) 有用恶果。 解:(1) ?a ? pM RT ? 100000? 29 8.314? 293 ? 1190.48 g / m3 每轮回进入策动机的空胸怀: 3.38 ma ? ?aVa ? 1190.48? 53 4800 ? 1.898 g 60? 2 每轮回进入策动机的燃料量为: 0.4 mf ? ?fVf ? 760? 53 4800 ? 0.1434 g 60? 2 因此每轮回进入策动机的希奇充量为: m1 ? ma ? mf ? 1.898 ? 0.1434 ? 2.041 g 25 (2) 空燃比为: ? ? ma ? 1.898 ? 13.24 mf 0.1434 (3) 充量系数为: 3.38 53 4800 ?c ? Va Vs ? 60? 2 2 ?10?3 ? 0.7972 (4) 残存废气质地: mr ? ?rm1 ? 0.05 ? 2.041 ? 0.1021 g (5) 因空燃比幼于表面空燃比,因此同化气所能发出的热值应按空胸怀阴谋: 单元质地同化气热值: ?H um ? m ? ? l0 Hu 1?? ? 13.24 ? 44000 14.8 ? 2764.197 1 ? 13.24 kJ / kg 同化气密度为: ?m ? 1?? 293 273.15 ? 22.4 ? ? ? ? 1 Mf ? ? Ma ? ? ? ? 1 ? 13.24 293 273.15 ? 22.4 ? ?1 ??107.5 ? 13.24 29 ? ?? ? 1.2721 kg / m3 同化气的体积热值为: ?Hum ?V ? ?Hum ?m ?m ? 2764 .197 ?1.2721 ? 3516 .33 kJ / m3 (6) 策动机的有用热恶果为: ?e ? pmeVs mf Hu ? 0.951?106 ? 2?10?3 0.1434? 44000 ? 0.3014 4-21 涡轮增压和气波增压策动机各自是若何诈欺废气能量的?为什么增压中冷是策动机 繁荣的要紧倾向之一。 解:涡轮增压:高温高速的废气进入涡轮机后,低温、低速排出,废气的焓差和动能差转化 为涡轮机的机器功,用以驱动压气机,升高策动机的进气压力。一方面加大了进气充量,提 高输出功率;另一方面,泵气流程功为正功,同机遇械恶果相对升高,扩充了整机有用恶果。 气波增压:诈欺管道中压力波特色,是废气与希奇氛围接触,正在彼此差异化的条件下, 直接将废气能量传给低压氛围,并升高其压力,告终增压。 增压中冷对增压后较热的氛围再实行冷却,低浸其进气温度,则输出功率进一步增大, 26 排放、噪声等职能也有所改观,因此增压中冷是策动机繁荣的要紧倾向之一。 4-22 什么是定压增压编造?什么是脉冲增压编造?比力定压增压和脉冲增压两种编造的 优过失,并阐明它们各自实用的景象。 解:定压涡轮增压编造把一齐气缸的排气歧管通向一个人积较大的排气总管,排气总管根基 维持恒定压力,起到了稳压的感化;废气按定压由总管导入涡轮机的喷嘴环。 脉冲涡轮增压编造将各缸排气歧管中的脉冲气流直接导入涡轮机中,以尽量削减定压系 统的不成逆膨胀能量耗费。 两者的比力: (1)定压编造废气流入总管形成热烈的节约和不成逆膨胀耗费,可用能诈欺率低。 (2)脉冲编造对扫气有好处。 (3)定压编造动态流程的相应比脉冲编造慢,对策动机的加快职能和排放职能倒霉。 (4)脉冲编造绝热恶果低于定压编造。 (5)脉冲编造瞬时最大流量高于定压编造的安闲流量。 中、幼型车用柴油机多为低增压,采用脉冲编造较为有利;大型柴油机增压比高,宜采 用定压编造;然则,车用柴油机从升高低速转矩和加快职能角度研商,纵然增压比力高,也 常选用脉冲增压编造。 4-23 为什么涡轮增压柴油机的机器恶果凡是比原型天然吸气式策动机的高?是不是一齐 工况都高?有没有机器恶果反而低的情景?为什么? 解:增压后策动机因为诈欺废气能量做功扩充了一块泵气正功,使其机器恶果有所升高。 不是一齐工况都高。 低速工况和动态工况下机器恶果能够机器恶果反而低。 低速工况时,涡轮增压成果较弱,机器恶果较低,且低速转矩特色不敷。 动态工况下,气流相应必要年光,增压器叶片也有较大惯性,动态过渡流程过长,影响 策动机排放和经济职能。 4-24 为什么涡轮增压策动机遇产生压气机后增压压力 pb 幼于涡轮机前入口压力 pk 的情 况?哪些工况会是云云?pb 大于 pk 是否就意味着会产生表面和本质泵气正功?为什么? 解:起动工况、加快工况、低速幼负荷工况下,能够压气机后增压压力反而幼于涡轮机前入 口压力。 起动工况时,涡轮增压没有介入; 加快工况时,因为压气机必要的响合时间较长,增压压力上升比涡轮机前入口压力的上 升存正在必然的迟滞; 低速幼负荷工况时,涡轮增压恶果低。 pb 大于 pk 意味着表面泵气正功,但本质泵气不必然是正功,由于能够存正在较大的泵气 耗费,使本质泵气功为负。 4-25 采用哪些本事方法能够处置惯例涡轮增压柴油机的 NOx 排放高、低速转矩特色差以 及动态相应慢等过失?为什么? 解:增压中冷本事能够低浸 NOx 排放,同时进一步增大输出功率。由于采用增压中冷扩充 了进胸怀,同时低浸了进气温度。 电控可变喷嘴环截面涡轮增压本事,能够有用增大低速转矩。由于告终了对增压压力和 增压器恶果的优化掌握。 27 电控燃油喷射本事可有用低浸 NOx 排放和燃烧噪声。由于告终了可变燃油喷射功夫和 喷射速度。 其它,以上电控本事的使用改观了柴油机的动态职能。由于电控本事的使用使得对柴油 机的瞬态掌握加倍机动、神速。 4-26 为什么汽油机采用涡轮增压的比例越来越高?涡轮增压汽油机是若何处置使用中存 正在的合连题目的? 解:由于和柴油机肖似,汽油机采用涡轮增压能够升高动力职能、改观经济职能、改观排放 职能、低浸燃烧及排气噪声、低浸成立本钱,因此汽油机采用涡轮增压的比例越来越高。 处置汽油机增压使用题目的首要方法席卷: (1)使用电控本事,能够改观动态特色、防御爆燃和低浸热负荷; (2)使用增压中冷本事,能够升高动力性、改观经济性,同时对解除爆燃、低浸热负 荷以及削减 NOx 排放有利; (3)采用增压压力掌握编造,能够低浸增压比,避免爆燃和过高的热负荷,并有利于 高、低速转矩特色的掌握。 (4)升高燃料辛烷值、更始策动机成立工业和增压器叶片材质等。 4-27 以曲轴箱扫气式二冲程汽油机为例,阐明二冲程策动机的进气、压缩、燃烧、排气四 个流程是若何正在两个冲程内完工的。 解:活塞向下挪动的冲程,先燃烧、膨胀做功,然后排气孔掀开,自正在排气,再往后扫气孔 掀开,被压缩的希奇工质从曲轴箱通过扫气孔进入气缸,一边向气缸充气,一边帮帮排气, 称为扫气。活塞向上挪动的冲程,先是络续扫气,扫气孔封闭后还络续排气,排气孔封闭后 则实行压缩,迫近上止点时着火燃烧。活塞上行冲程的某偶尔刻,活塞下边际将扫气孔掀开, 曲轴箱吸入希奇工质,以备下一轮回充气、扫气用。 4-28 二冲程策动机有哪几种常用的扫气编造?比力这些编造的优过失及使用景象。 解:扫气编造席卷横流扫气、回流扫气和直流扫气。 横流扫气扫气孔和排气孔不同安放正在气缸两侧。布局简略,但换气成果不佳,两侧缸壁 的热负荷和受力都不匀称。 回流扫气扫、排气孔安放正在气缸同侧。扫气成果要比横流扫气好许多,同时保存收场构 简略的便宜。 直流扫气正在缸盖上设备排气门以庖代排气孔,扫气孔沿切线陈设。大大改观了换气质地, 便宜许多。但因为增设了排气门机构,换气编造繁复,策动机高度扩充。 4-29 为什么二冲程汽油机没有正在汽车中取得广大使用?倘若念繁荣车用二冲程汽油机,应 采用哪些本事方法? 解:二冲程汽油机的首要便宜是升功率高,动力性好;其首要过失是换气成果差,经济职能 和排放职能受限。 繁荣车用二冲程汽油机必要找到高效的换气(扫气)本事,改观换气成果,升高充量系 数,同时削减扫气流程中的 HC 排放。比如,能够采用换气成果最好的直流扫气本事庖代目 前常用的回流扫气本事。 第五章 28 5-1 汽车策动机的面工况是由哪些工况线所控造的?正在Pe-n或Ttq-n工况面上画出各范围线, 并标出常用的类型工况点。 解:上缘的各转速最大功率范围线;右侧各负荷要求下的最高转速范围线;左侧的策动机最 低安闲就业转速范围线 正在汽车策动机工况平面图上定性切实地画出表特色转矩线、最幼等油耗线、最大等功 率线和汽车四档阻力线等四条弧线,并简略阐明每条弧线的转移特色。 解:示意性的汽车策动机工况运转图(策动机全特色图)如下所示: 表特色转矩线是正在策动机的供油量医治安装处于最大供油地点时策动机的转矩随转速 的转移弧线。转矩线首要受充量系数和机器恶果的影响,正在某一较低转速处有最大值,然后 随转速上升而较疾低浸,转速愈高,降得愈疾。 对待车用策动机,理念的最幼等油耗线笼罩的经济圈该当位于最高挡阻力线中速略偏低 的部位,并使最幼等油耗线圈正在横向拉长少许。 策动机的功率正比于转速和均匀有用压力,于是最大等功率线出现出“跷跷板”的转移趋 势,是一支双弧线,且与表特色转矩线相切。 汽车的行驶阻力随车速的上升呈平方增大趋向,所以正在挡位必然的时分也跟着策动机转 速的上升出现出了平方增大的相合。 5-3 什么是汽车策动机的标定工况?轿车汽油机和重型载货车柴油机确定标定工况时的出 发点是什么?二者的标定功率,哪一个更迫近策动机的极限最大功率? 解:标定工况:策动机铭牌上章程的最大输出功率Pemax及其对应转速所确定的工况。轿车使 用15min功率。实用于短年光利用最大功率的策动机。重型载货车柴油机利用1h功率。实用 于较长年光的重正在利用。轿车更迫近。 5-4 什么是策动机的运转特色和调解特色?研商运转特色和调解特色的意旨各是什么? 解:运转特色:策动机稳态工况要求下的特色。为明确解策动机的职能目标与特色参数跟着 各样可造成分转移的秩序。 调解特色:策动机转速和油量医治地点稳定下,各样职能目标随调解参数转移的秩序。 对策动机职能实行优化。 29 5-5 策动机稳态运转与动态运转最性质的区别是什么?为什么轿车正在市行家驶时其动态运 行所占比例要大大凌驾稳态运转?试举三种动态运转的例子,并简述其动态流程。 解:策动机各个运转参数爆发转移的是动态特色,稳定的是稳态特色。由于市内车辆较多, 途况繁复,必要连接调解运转参数。 5-6 为什么汽油机和柴油机的指示恶果ηit随转速n转移的速率特色弧线老是正在高、低速两头 低浸少许?为什么二者的ηit随负荷转移的趋向又相反? 解:对汽油机,低速时,缸内气流运动削弱,火焰宣传速率低浸,漏气和散热耗费扩充。高 速时,燃烧所占的曲柄转角增大,等容度变幼,燃烧不富裕。对柴油机,低速时,燃料喷射 压力减幼,缸内气流运动削弱,对同化气变成和燃烧倒霉,且传热扩充。高速时,喷油及燃 烧连续期扩充,充量系数低浸,过浓。 对汽油机,幼负荷时骨气门开度幼,残存废气扩充,燃烧速率变慢,负荷减幼,过量 氛围系数低浸,燃烧不统统,气化要求恶化和传热扩充。对柴油机,一方面幼负荷意味着喷 油量低浸,喷油和燃烧连续期都低浸,等容度上升;另一方面同化气变稀,k上升。 5-7 为什么说柴油机的速率特色弧线首要是由油泵的供油速率特色弧线gb-n肯定?而汽油 机的速率特色弧线则是由充量系数的速率特色弧线φc-n肯定? 解:柴油机为质医治,氛围凡是过量,做功多少首要由喷油量的多少肯定。汽油机为量医治, 过量氛围系数正在1相近,做功多少首要由进胸怀肯定。 5-8 汽油机和柴油机的负荷特色弧线总体转移趋向若何?有什么差异?为什么会有这些差 别?证明二者本质的利用燃料打发率比标定工况燃料打发率相差更大的道理。 解:指示恶果都是中心高,汽油机更倾向大负荷。机器恶果都随负荷扩充而扩充。油耗与指 示恶果的转移正好相反。 汽油机幼负荷燃烧欠好,泵气耗费高,跟着负荷扩充取得改观。柴油机幼负荷等容度 高,k大,跟着负荷扩充而恶化。负荷扩充,机器耗费扩充较少,因此机器恶果扩充。 5-9 画出汽油机和柴油机正在全、中、幼负荷三种情景下,Pe 和 Ttq 的速率特色弧线(汽油机 及柴油机各画一图)。比拟阐明两种机型的速率特色弧线的转移特色,并证明形成分别的主 要道理。两种机型表特色线体式对整车动力性是有利依然倒霉?如倒霉,可采用什么方法加 以更始?画出更始后的特色弧线。 解:汽、柴油机正在全、中负荷和幼负荷三种情景下Pe和Ttq的速率特色弧线不同如下图所示: 全 中 Ttq 幼 全 中 幼 Ttq Pe Pe 柴油机正在差异油量医治杆地点时的速率特色弧线 n 汽油机Ttq线总体上向下倾斜较大,低负荷时倾斜更大;而柴油机Ttq线总体转移平缓, 低负荷时以至上扬。这首要是因为汽油机的转矩Ttq首要取决于充量系数和机器恶果的影响, 30 而柴油机的转矩首要由轮回供油量gb和机器恶果ηm肯定。 汽油机Pe表特色存正在最大值点,该点凡是便是标定功率点,而柴油机Pe表特色可到达的 最大值点的转速很高。这种转移特色也同样是因为古板汽油机的φc速率特色和古板柱塞式喷 油泵的gb速率特色所肯定的。 就统一排挡的加快和战胜阻力的才智而言,不异标定点条件下,汽油机的动力职能鲜明 优于柴油机,由于正在低于标定转速下各点的转矩与功率,汽油机都比柴油机高;就最高挡可 到达的最高转速而言,柴油机比汽油机更远离标定转速点,这是由于汽油机的Ttq线低浸急 剧,而柴油机比力平缓的理由,而这恰好是汽油机的便宜,由于标定转速原本就足够高,过 多超越就会带来超速或“飞车”的伤害。 汽油机的表特色线要比柴油机表特色线的动力顺应性好,因此汽油机凡是不实行表特色 线的改造;而柴油机则往往要正在低于标定转速段处实行“校正”,使Ttq加大;正在高于标定 转速段处实行“调速”,以避免超速飞车,如下图所示。 5-10 什么是柴油机的冒烟极限功率?它与标定功率有何相合?柴油机的标定功率是否就 是标定转速下的最大功率?汽油机是否也是云云? 解:排烟到达规则限值的功率所对应的点。正在标定功率之后。不是。 5-11 为什么说汽车的动力性首要是由策动机的速率表特色所肯定?不同用汽车动力性的 三个目标来加以阐明。 解:车速越高,策动机受到的行驶阻力越到。当正在某个车速下,行驶阻力与策动机的动力平 衡时达到最高车速。而策动机各转速动力的巨细首要取决于速率表特色。 同理,对待加快才智和最大爬坡度也有相像的对应相合。 5-12 什么是策动机的转矩顺应系数和转速顺应系数?为什么这两个系数加大时,汽车的动 力职能都有所升高?为何载重车策动机对这些系数的条件比轿车策动机高? 解:转矩顺应系数:策动机转矩表特色上最大转矩与标定功率点转矩之比。 转速顺应系数:标定转速与表特色弧线上的最大转矩点对应转速之比。 由于这两个系数增大时,策动机战胜阻力的才智加强。重载车对动力性的条件比轿车 高。 5-13 什么是转矩校正?为什么汽油机不实行校正而载重车用柴油机必要实行校正?为什 么载重车用柴油机凡是都准许实行校正?校正表特色弧线是否适宜速率特色弧线的界说? 它与法式的速率表特色弧线有何联系?又有何差异? 解:转矩校正:通过必然的校正方法获取更大的KT和Kn。 最初,汽油机动力性鲜明优于柴油机,正在低于标定转速下,汽油机各点的转矩和功率 31 都比柴油机高。其次,最高等可到达的最高安闲转速,柴油机的nd比汽油机的ng更远离标定 转速点nn,这是由于汽油机的转矩弧线随速率的升高快速下。

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