内燃机复习题必考.pdf

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1、精品文档思考题1．什么是发动机的理论循环？什么是发动机的实际循环？答题要点发动机的理论循环是将发动机的实际循环进行若干简化，使其既近似于所讨论的实际循环，而又简化了实际循环变化纷繁的物理、化学过程，从而提出一种便于作定量分析的假想循环。发动机的实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个过程所组成，较之理论循环复杂得多，存在必不可免的许多损失，它不可能达到理论循环那样高的循环效率。2．画出四冲程发动机实际循环的示功图，说明它与理论循环示功图有什么不同？答题要点由于工质的影响、换气损失、传热损失、时间损失、

2、燃烧损失、涡流和节流损失、泄漏损失等的存在，实际循环的示功图与理论循环示功图有很大的不同，如图所示为一台非增压四冲程柴油机理论循环与实际循环pV示功图。其中实线表示实际循环示功图，而加了黑点的实线表示与之相对应（具有同样的热量输入）的理论循环示功图。3．分析影响发动机实际循环热损失的主要因素。答题要点⑴工质的影响理论循环的工质是理想气体，在实际循环中，燃烧前的工质是新鲜空气和上一循环残留废气的混合气；燃烧过程中以及燃烧后，工质的成分变为燃烧产物，不仅成分有变化，而且容积数量即物质的量也发生变化；在1300

3、°K以上燃烧产物有发生高温分解的现象，会降低最高燃烧温度，使循环热效率下降。1欢迎下载。精品文档理论循环工质的比热是不随温度变化而变化的。实际循环工质是空气和燃烧产物的混合物，它们的比热随温度升高而上升，若加热量相同，则实际循环达到的最高温度较理论循环为低，其结果导致循环热效率的降低，循环所做的功减少。反应在示功图上为实际循环的燃烧膨胀线低于理论循环的燃烧膨胀线。⑵换气损失在实际循环的换气过程中，排气门要提前开启，废气在下止点前便开始逸出，使示功图的有用功面积减小。在接着进行的排气和吸气过程中，由于流动阻

4、力会产生进、排气推动功的差别。排气门提前开启造成的损失与进、排气推动功之差，这两部分损失之和就是实际循环的换气损失。⑶气缸壁的传热损失理论循环假定气缸壁和工质之间无热交换。但在实际循环中，气缸壁和工质之间自始至终存在着热量交换。在压缩过程初期，气缸壁温度高于工质温度，工质吸热；在压缩过程后期，工质的温度超过缸壁温度，工质向缸壁散热。其平均多变压缩指数偏低，存在热量损失，使压缩过程的压力线低于理论循环的压缩线。此外，由于进气终了压力低于大气压力，因此，整个实际压缩线处于理论压缩线的下方（图1.4)。在随后的

5、燃烧、膨胀和排气过程中，工质继续不断地向缸壁传出热量，使实际循环的膨胀过程线低于理论循环的膨胀线，在示功图上减少的有用功面积大于理论压缩线底下增加的面积，其差值即为实际循环的传热损失。⑷时间损失理论循环中，认为活塞是以无限缓慢的速度运动，以保持气缸内的工质始终处于平衡状态，并且认为由热源向工质进行等容加热的速度极快，可以在瞬间完成；在等压加热时，加热的速度能与活塞运动的速度相匹配，以实现等压加热过程。这一切在实际循环中都无法做到，实际循环中柴油机的活塞运动具有相当的速度，而燃料的燃烧放热需要一定的时间。这

6、样就使：①压缩消耗功增加。这是因为燃烧速度是有限的，因此柴油机燃料开始喷入气缸需要有供油提前角，使着火能在活塞到达上止点以前开始，并使整个燃烧过程能在活塞过了上止点后不久即完全结束，以保证燃料输入的热量得以在充分的膨胀中加以有效利用，减少后燃损失。②最高燃烧压力的下降。由于实际循环存在传热损失，以及燃料迅速燃烧放热的过程中活塞继续运动离开上止点，使气缸的容积逐渐增大，从而使实际循环中的压力增长小于理论循环的压力增长。③初期膨胀比减小。在理论循环中，全部热量是在z点以前输入的，但在实际循环中，t由于传热损失

7、、不完全燃烧和活塞运动，使初期膨胀比减小。所有这一切，都使燃烧过程偏离了理论循环的等容和等压加热过程，增加了压缩过程消耗的功，减少了膨胀过程的有用功，示功图上出现了如图1.4上止点附近用小三角形区表示的所谓时间损失。⑸燃烧损失2欢迎下载。精品文档包括后燃和不完全燃烧所引起的损失。在理论循环中，全部热量是在z点(图1.4)以前输入完毕，然后转入绝热膨胀过程。但在实际循环中，当燃烧过程接近z点时，由于氧气浓度降低，引起燃烧速度降低。因此，1燃烧过程一直要延续到膨胀线的点e才告结束,这就是所谓的后燃现象。后燃期

8、间热功转换的效率由于膨胀比小而大大下降，这就造成后燃损失。由于空气不足或混合气形成不良会引起燃烧不完全，使部分燃料的热值得不到充分利用，这亦促使膨胀线位置下移，产生不完全燃烧损失。⑹涡流和节流损失活塞的高速运动使工质在气缸内产生涡流，造成压力损失。此外，对于分隔式燃烧室，工质在主、副燃烧室中流进、喷出将会引起强烈的节流损失。⑺泄漏损失气门处的泄漏可以防止，但活塞环处的泄漏却无法避免。不过在良好的磨合状态下泄漏量不多，约占工质的