【正文】 ，為進(jìn)氣門(mén)總的開(kāi)啟角度值；所以， （1）上循環(huán)（波動(dòng)效應(yīng)）上循環(huán)殘余壓力波動(dòng)的正壓波如能處于本循環(huán)進(jìn)氣時(shí)期，則會(huì)對(duì)有利。解：（1）每循環(huán)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量：每循環(huán)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料量為：所以每循環(huán)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的新鮮充量為：（2）空燃比為：（3）充量系數(shù)為：（4）殘余廢氣質(zhì)量：（5）因空燃比小于理論空燃比，所以混合氣所能發(fā)出的熱值應(yīng)按空氣量計(jì)算：?jiǎn)挝毁|(zhì)量混合氣熱值：混合氣密度為：混合氣的體積熱值為：（6）發(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率為：421 渦輪增壓和氣波增壓發(fā)動(dòng)機(jī)各自是如何利用廢氣能量的？為什么增壓中冷是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的重要方向之一。兩者的比較：（1）定壓系統(tǒng)廢氣流入總管造成強(qiáng)烈的節(jié)流和不可逆膨脹損失，可用能利用率低。低速工況和動(dòng)態(tài)工況下機(jī)械效率可能機(jī)械效率反而低。電控可變噴嘴環(huán)截面渦輪增壓技術(shù)，可以有效增大低速轉(zhuǎn)矩。（4）提高燃料辛烷值、改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)制造工業(yè)和增壓器葉片材質(zhì)等。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但換氣效果不佳，兩側(cè)缸壁的熱負(fù)荷和受力都不均勻。例如，可以采用換氣效果最好的直流掃氣技術(shù)代替目前常用的回流掃氣技術(shù)。汽車(chē)的行駛阻力隨車(chē)速的上升呈平方增大趨勢(shì)，因此在擋位一定的時(shí)候也隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升呈現(xiàn)出了平方增大的關(guān)系。為了了解發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)與特性參數(shù)隨著各種可變因素變化的規(guī)律。對(duì)柴油機(jī)，低速時(shí)，燃料噴射壓力減小，缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)減弱，對(duì)混合氣形成和燃燒不利，且傳熱增加。機(jī)械效率都隨負(fù)荷增加而增加。解：汽、柴油機(jī)在全、中負(fù)荷和小負(fù)荷三種情況下Pe和Ttq的速度特性曲線(xiàn)分別如下圖所示：汽油機(jī)Ttq線(xiàn)總體上向下傾斜較大，低負(fù)荷時(shí)傾斜更大；而柴油機(jī)Ttq線(xiàn)總體變化平坦，低負(fù)荷時(shí)甚至上揚(yáng)。不是。因?yàn)檫@兩個(gè)系數(shù)增大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)克服阻力的能力增強(qiáng)。514 為什么說(shuō)汽油機(jī)的速度特性具有良好的自我調(diào)節(jié)能力以致于不需要進(jìn)行任何的校正和調(diào)速？形成這種良好的速度特性線(xiàn)的主要原因是什么？解：汽油機(jī)的轉(zhuǎn)矩速度特性曲線(xiàn)具有良好的自我調(diào)節(jié)能力。柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩速度特性曲線(xiàn)是在油量調(diào)節(jié)桿的位置不變時(shí)獲得的。缺點(diǎn)：加速踏板位置頻繁切換，作業(yè)效率低。實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速后，可以選擇在等功率線(xiàn)上的最低油耗率點(diǎn)來(lái)配套。在給定的條件下確定4擋能達(dá)到的最大車(chē)速。5檔與4檔具有相同的車(chē)速，且傳動(dòng)效率一致，說(shuō)明5檔與4檔4000 r/min時(shí)具有相同的功率。下圖給出的滿(mǎn)負(fù)荷曲線(xiàn)可以看作為在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2400~3200r/min之間的水平線(xiàn)。爬坡度is為:522 一輛四缸四沖程增壓直噴柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)排量1896 cm3，最大功率70 kW / 4000r/min， m， m2， kg/m3，燃油密度840kg/m3。有效平均壓力，bar發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min解：（1）汽車(chē)穩(wěn)定行駛時(shí)，阻力力矩應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)傳送到輪胎的動(dòng)力力矩相等，即代入數(shù)據(jù)可知，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)分別為2000，4000，5500 r/min時(shí)，運(yùn)行阻力點(diǎn)分別為：， Pa。（1）計(jì)算4擋發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別為2000, 4000, 5500r/min時(shí)的運(yùn)行阻力點(diǎn)，并在圖上畫(huà)出這些點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)性：改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能，降低整車(chē)的行駛阻力，發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車(chē)的合理匹配。全程調(diào)速：在加速踏板的任意位置，隨著轉(zhuǎn)速的上升，供油量先沿外特性變化到對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速后開(kāi)始調(diào)速的調(diào)試模式。當(dāng)油量調(diào)節(jié)桿固定在較小油量位置時(shí)，將無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。是標(biāo)準(zhǔn)速度外特性曲線(xiàn)通過(guò)校正得到的。512 什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)和轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù)？為什么這兩個(gè)系數(shù)加大時(shí)，汽車(chē)的動(dòng)力性能都有所提高？為何載重車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)這些系數(shù)的要求比轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)高？解：轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩外特性上最大轉(zhuǎn)矩與標(biāo)定功率點(diǎn)轉(zhuǎn)矩之比。510 什么是柴油機(jī)的冒煙極限功率？它與標(biāo)定功率有何關(guān)系？柴油機(jī)的標(biāo)定功率是否就是標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的最大功率？汽油機(jī)是否也是如此？解：排煙達(dá)到法規(guī)限值的功率所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。對(duì)比說(shuō)明兩種機(jī)型的速度特性曲線(xiàn)的變化特點(diǎn)，并解釋造成差異的主要原因。58 汽油機(jī)和柴油機(jī)的負(fù)荷特性曲線(xiàn)總體變化趨勢(shì)如何？有什么差別？為什么會(huì)有這些差別？解釋二者實(shí)際的使用燃料消耗率比標(biāo)定工況燃料消耗率相差更大的原因。56 為什么汽油機(jī)和柴油機(jī)的指示效率ηit隨轉(zhuǎn)速n變化的速度特性曲線(xiàn)總是在高、低速兩端降低一些？為什么二者的ηit隨負(fù)荷變化的趨勢(shì)又相反？解：對(duì)汽油機(jī)，低速時(shí)，缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)減弱，火焰?zhèn)鞑ニ俣冉档?，漏氣和散熱損失增加。轎車(chē)更接近。對(duì)于車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，理想的最小等油耗線(xiàn)包圍的經(jīng)濟(jì)圈應(yīng)該位于最高擋阻力線(xiàn)中速略偏低的部位，并使最小等油耗線(xiàn)圈在橫向拉長(zhǎng)一些。429 為什么二沖程汽油機(jī)沒(méi)有在汽車(chē)中得到廣泛應(yīng)用？如果想發(fā)展車(chē)用二沖程汽油機(jī)，應(yīng)采用哪些技術(shù)措施？解：二沖程汽油機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是升功率高，動(dòng)力性好；其主要缺點(diǎn)是換氣效果差，經(jīng)濟(jì)性能和排放性能受限。解：掃氣系統(tǒng)包括橫流掃氣、回流掃氣和直流掃氣。426 為什么汽油機(jī)采用渦輪增壓的比例越來(lái)越高？渦輪增壓汽油機(jī)是如何解決應(yīng)用中存在的相關(guān)問(wèn)題的？解：因?yàn)楹筒裼蜋C(jī)類(lèi)似，汽油機(jī)采用渦輪增壓可以提高動(dòng)力性能、改善經(jīng)濟(jì)性能、改善排放性能、降低燃燒及排氣噪聲、降低制造成本，所以汽油機(jī)采用渦輪增壓的比例越來(lái)越高。425 采用哪些技術(shù)措施可以解決常規(guī)渦輪增壓柴油機(jī)的NOx排放高、低速轉(zhuǎn)矩特性差以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢等缺點(diǎn)？為什么？解：增壓中冷技術(shù)可以降低NOx排放，同時(shí)進(jìn)一步增大輸出功率。423 為什么渦輪增壓柴油機(jī)的機(jī)械效率一般比原型自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的高？是不是所有工況都高？有沒(méi)有機(jī)械效率反而低的情況？為什么？解：增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)由于利用廢氣能量做功增加了一塊泵氣正功，使其機(jī)械效率有所提高。解：定壓渦輪增壓系統(tǒng)把所有氣缸的排氣歧管通向一個(gè)體積較大的排氣總管，排氣總管基本保持恒定壓力，起到了穩(wěn)壓的作用；廢氣按定壓由總管導(dǎo)入渦輪機(jī)的噴嘴環(huán)。低熱值為42MJ/kg，摩爾質(zhì)量為98kg/kmol。CA和50176。417 利用壓力波傳播理論解釋?zhuān)簹忾T(mén)口開(kāi)啟進(jìn)氣時(shí)，為什么進(jìn)氣管中出現(xiàn)的是右行疏波（取氣門(mén)口到進(jìn)氣管入口為右行正方向）？若進(jìn)氣管入口是一個(gè)無(wú)空濾器全開(kāi)口的管端，為什么上述疏波傳到開(kāi)口管端時(shí)的反射波是全正反射的左行密波？若換為排氣門(mén)，氣門(mén)口開(kāi)啟排氣時(shí)，情況又如何？解：氣門(mén)口開(kāi)啟進(jìn)氣時(shí)，由于活塞下行，氣缸內(nèi)壓力較低，dpR為負(fù)值，故出現(xiàn)右行疏波。無(wú)凸輪VVT利用電磁或電液機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，省去了凸輪軸，并且可以對(duì)氣門(mén)正時(shí)、氣門(mén)升程進(jìn)行全可變調(diào)節(jié)，可使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能得到最大程度的優(yōu)化。進(jìn)氣充量速度外特性曲線(xiàn)受進(jìn)氣工質(zhì)溫升、流動(dòng)總阻力、進(jìn)氣晚關(guān)角等因素影響。在這兩種影響的綜合作用下，功率上升的百分比比轉(zhuǎn)矩增加的百分比大得多。且轉(zhuǎn)速越低，負(fù)荷越大，高溫壁面?zhèn)鳠嵋鸬臏厣酱蟆?11 什么是氣門(mén)口平均進(jìn)氣馬赫數(shù)Mam？說(shuō)明φc隨Mam變化的規(guī)律及原因，？解：平均進(jìn)氣馬赫數(shù)的定義為通過(guò)氣門(mén)口的平均流速與當(dāng)?shù)匾羲俚谋戎?。?）進(jìn)排氣相位角的影響。因?yàn)樽匀晃鼩獍l(fā)動(dòng)機(jī)的理論吸氣量計(jì)算時(shí)空氣密度按照環(huán)境狀態(tài)下的空氣密度計(jì)算，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的理論吸氣量計(jì)算時(shí)空氣密度按照壓氣機(jī)后的空氣密度計(jì)算。（3）進(jìn)氣早開(kāi)角：過(guò)大會(huì)回火，過(guò)小則進(jìn)氣不足，故存在最佳值。46 為什么進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉4個(gè)相位角都存在最佳值？為什么4個(gè)相位角的最佳值都隨轉(zhuǎn)速上升而加大？請(qǐng)逐一從物理概念上定性加以說(shuō)明。排氣門(mén)口壅塞會(huì)影響正常排氣，造成殘留廢氣系數(shù)過(guò)大，不利于燃燒的正常進(jìn)行。對(duì)于超臨界排氣，氣門(mén)口流速始終保持當(dāng)?shù)氐囊羲?，故影響排氣量的主要因素是氣門(mén)口截面積。膨脹損失：大負(fù)荷時(shí)膨脹損失較大。（3）應(yīng)盡量減小換氣損失，特別是占最大比例的排氣損失。若該循環(huán)采用下列放熱方式時(shí)，其火用損失又是多少？（1）膨脹到大氣壓力，再進(jìn)行等壓放熱；（2）膨脹到大氣溫度，再進(jìn)行等溫放熱。解：忽略因燃料加入而對(duì)工質(zhì)（空氣）熱物理性質(zhì)的影響，則（1）Otto循環(huán)：（2）Diesel循環(huán)：壓縮至上止點(diǎn)時(shí)，工質(zhì)溫度T2為燃料等壓放熱后，工質(zhì)的溫度T3為則預(yù)脹比ρ為則Diesel循環(huán)的熱效率為：327一臺(tái)高性能四沖程火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的排量是875cm3，壓縮比為10:1，指示效率是Otto理論循環(huán)效率的55％。324依據(jù)圖323所示的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡圖，分析：（1）燃料總能量最終分為哪幾部分輸出去了？（2）總的機(jī)外傳熱及輻射損失熱量由哪幾部分構(gòu)成？解：（1）燃料的總能量分配：；；；、傳熱和輻射消耗。廢氣在到達(dá)渦輪機(jī)前總免不了有節(jié)流、不可逆膨脹、摩擦等損失。選用原則：保證可靠潤(rùn)滑的前提下，盡量選用低粘度的潤(rùn)滑油以減少摩擦損失。314說(shuō)明油耗線(xiàn)法測(cè)量機(jī)械損失的原理。（6）工質(zhì)泄漏損失。（3） 工質(zhì)分子變化系數(shù)：影響不大（4）過(guò)量空氣系數(shù)：?a1，未燃碳?xì)洹嘣印?T↑→κ ↓→ηt↓；?a1，空氣↑→單雙原子↑→ T↓→ κ↑→ηt↑；考慮真實(shí)工質(zhì)特性后，汽、柴油機(jī)熱效率差距加大。指示效率兩者差別不大。高溫提高了能量的品質(zhì)，使總的吸熱量/散熱量大大降低，因而，柴油機(jī)的熱效率高。因此，缸內(nèi)工質(zhì)可以作準(zhǔn)平衡態(tài)處理。K)。222一臺(tái)小型3缸渦輪增壓車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)燃用異辛烷燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量為化學(xué)計(jì)量比空氣量的120%。217燃料燃燒后分子數(shù)大于燃燒前分子數(shù)的主要原因是什么？為什么汽油機(jī)的分子變化系數(shù)比柴油機(jī)大？解：柴油機(jī)分子系數(shù)較小原因：一是由于平均過(guò)量空氣系數(shù)較大，混合氣中有較多空氣不參與反應(yīng)；另外，柴油含H量低。解：汽油可壓燃。（2）芳烴通常是汽油的高辛烷值組分，具有高能量密度。90％餾程(T90) — 燃料中的重質(zhì)餾分含量，反映汽油機(jī)燃燒完全性。另外柴油燃料一般不易氣化，不利于火焰?zhèn)鞑?，?huì)造成排放升高。因其辛烷值較高，一般為點(diǎn)燃；醚類(lèi)物質(zhì)是兩個(gè)烴基通過(guò)氧原子連接起來(lái)的化合物。h)）；（4）V4工作模式發(fā)出與V8工作模式相同有效功率所需的轉(zhuǎn)速（r/min）；（5） 上述V4工作模式時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效燃料消耗率（g/(kW解：119一臺(tái)6缸四沖程柴油機(jī)（缸徑D＝102mm；沖程s＝125mm），在全負(fù)荷時(shí)的臺(tái)架測(cè)量結(jié)果如下： s內(nèi)消耗燃料體積200 cm3， kg/dm3； s內(nèi)消耗空氣體積5m3； MPa；環(huán)境空氣溫度300 K；有效轉(zhuǎn)矩424 N（2）：發(fā)動(dòng)機(jī)由自然吸氣改為渦輪增壓時(shí)，如果燃燒組織得較好，、略有增加，、大幅增加，、不變。114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？解：空燃比：混合氣中空氣和燃料的質(zhì)量比。ht110為什么說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n確定后輸出功率Pe（或轉(zhuǎn)矩Ttq）主要取決于有效效率ηet和循環(huán)可燃混合氣進(jìn)氣量（汽油機(jī)）或循環(huán)供油量（柴油機(jī)）？而有效燃料消耗率be則主要取決于有效效率ηet？解：當(dāng)轉(zhuǎn)速n確定后，單位時(shí)間內(nèi)做功的次數(shù)一定。因?yàn)閮糁甘竟﹄y以直接測(cè)算得出，所以一般不把凈指示功作為常用的指示功指標(biāo)。解：pV圖如下圖所示：理論泵氣功：綠線(xiàn)包圍的矩形面積，負(fù)功實(shí)際泵氣功：進(jìn)排氣線(xiàn)包圍的面積，負(fù)功泵氣損失功：兩塊面積之差，負(fù)功13假設(shè)機(jī)械增壓與渦輪增壓四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力過(guò)程功Wt和壓氣機(jī)后壓力pb均相同，請(qǐng)問(wèn)兩者的示功圖有何異同？二者的泵氣過(guò)程功有何差異？為什么？解：渦輪增壓的理論排氣線(xiàn)為pk，機(jī)械增壓的理論排氣線(xiàn)為p0；且渦輪增壓的實(shí)際排氣線(xiàn)位于機(jī)械增壓實(shí)際排氣線(xiàn)的上方。解：上圖缸內(nèi)工質(zhì)對(duì)活塞做的功；下圖曲軸箱內(nèi)工質(zhì)對(duì)活塞做的功。17為什么發(fā)動(dòng)機(jī)原理把有效平均壓力pme當(dāng)作一個(gè)極為重要的性能指標(biāo)？解：因?yàn)閜me與整機(jī)的功率、扭矩和功都成正比，又是可比指標(biāo)，是表示動(dòng)力性能的最具代表指標(biāo)。因此，當(dāng)n確定后，循環(huán)可燃混合氣量和循環(huán)噴油量所產(chǎn)生的熱量與有效效率成為影響Pe主要指標(biāo)。機(jī)械效率：指示功減去機(jī)械損失后，轉(zhuǎn)化為有效功的百分比?？杖急扰c當(dāng)量比互為倒數(shù)。計(jì)算：（1）循環(huán)指示功Wi；（2）指示功率Pi和有效功率Pe；（3）有效平均壓力pme；（4）機(jī)械效率hm；（5）機(jī)械損失功率Pm和機(jī)械損失平均壓力pmm。解： L的四沖程V8汽油機(jī)采用了斷缸技術(shù)，當(dāng)功率需求減小時(shí)， L排量的V4工作模式。代用燃料：除石油汽油、柴油以外的烴類(lèi)/醇類(lèi)/醚類(lèi)/酯類(lèi)/氫氣等燃料；分類(lèi)詳見(jiàn)表21。24 分子結(jié)構(gòu)相同的烴燃料，其分子中碳原子數(shù)的多少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有何影響？原因何在？解：C越多，化學(xué)穩(wěn)定性差，著火溫度低，易自燃；但物理穩(wěn)定性好，不易氣化。其著火特性與C原子數(shù)密切相關(guān)。蒸氣壓過(guò)低，發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)性能差，混合氣形成速度慢，不利于燃燒。硫可明顯地降低催化轉(zhuǎn)化器中催化劑的功效，同時(shí)在高溫條件下對(duì)氧傳感器造成不良影響。cp、cV隨溫度T上升而增加，K隨溫度T上升而下降。219為什么含氧液體燃料的熱值比汽、柴油低得多，但其可燃混合氣熱值卻相差不大？為什么天然氣的熱值比汽油大，但其可燃混合氣熱值反而低？解：氣體烴 H/C高，Hu高，但本身是氣體（密度?。由螲燃燒要求空氣多，Hum小。如果燃料混合氣的空燃比是17，計(jì)算此時(shí)混合氣的燃空當(dāng)量比。為了完善循環(huán)分析，所以建立了三種模型。等容度不等同于等容加熱，等容度與預(yù)脹比成反比。且柴油機(jī)使用稀燃，空燃比較高，總的熱容比較大。（2）時(shí)間損失：實(shí)際燃燒及向工質(zhì)加熱不可能瞬間完成，因?yàn)椋捍嬖邳c(diǎn)火(噴油)提前，使有用功面積下降，ηt↓；pz出現(xiàn)在TDC后10176。（3）泵氣損失(5％～40％)。汽油機(jī)的燃油消耗率和負(fù)荷不成比例關(guān)系，故不適用。319 Miller循環(huán)與Atkinson循環(huán)有何異同？Miller循環(huán)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)是如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能的？為什么