发布时间 : 星期四 文章清华大学发动机原理思考题答案第一至四及十章十一章（仅供参考） - 图文更新完毕开始阅读
态性能下降。由于有上面的种种好处，因此增压中冷是内燃机发展的重要方向之一。
（本题涉及的内容主要在课本上第三章P63和第四章 4.6）
15、一台高性能四冲程火花点火发动机的排量是875cm3，压缩比为10:1，指示效率是理想空气Otto理论循环效率的55％。在8000r/min时，发动机的机械效率是85％，充量系数0.9，空燃比13:1，燃料低热值44MJ/kg。空气在20oC和1bar环境下吸入气缸。计算发动机的：a）有效效率和比油耗；b）空气流量、功率和平均有效压力。 解：
c） Otto理论循环效率：?t?1?1???1?1?1?60.19%
101.4?1所以指示效率：?it?55%?t?55%?60.19%?33.1% 所以有效效率：?et??it?m?33.1%?85%?28.14%
111000g???290.8g/(kWh)
?etHu28.14%?44MJ/kg28.14%?44kWh3.680000.9?875?10?6?105?1??Vpin60?0.0625kg/s d） 空气流量：Aa?2css?2?8.314RsTs??(273?20)?429?10?3有效比油耗：be??1??al0??Hu??etAaHu?etAaHuPe??etGmHum??etAa???????al0???al0??1??al0?有效功率：
628.14%?0.0625?44?10??59527W?59.53kW13平均有效压力：
pme??2inVsPe?4?59527?1.02?106Pa?1.02MPa
80002?1??875?10?660第十章
1. 车用内燃机的面工况是由哪些工况线
所限定？在P—n (T—n) 工况面上
e
tq
画出各限制线，说明各线的意义并标出典型工况点。
答：面工况见下图，图中的工况线： a —最大功率限制线 b —最高转速限制线 c —最低稳定转速限制线 d —空转怠速线 e —倒拖线 典型工况点： A 最大功率点 B 最大转矩点
C 最低稳定转速怠速点 D 最高转速怠速点
10-2 在汽车发动机工况运行图（MAP图）上定性准确地画出外特性转矩线、最小等油耗线、最大等功率线和汽车四档阻力线等四条曲线，并简单说明每条曲线的变化特点。 答：MAP图如右： 外特性转矩线：随转速上升略有上升，在某一转速达到最大值后较快下降，转速愈高降得愈快。
最小等油耗线：为一封闭曲线，说明在负荷特性曲线随着负荷增大，变化趋势为先降后升；转速特性曲线随着转速增加也是先降后升。 最大功率线：与外特性转矩线相切的双曲线的一支，切点为发动机的最大功率点。
四挡阻力线：随着负荷的增加而增大。
3. 什么是发动机的工况运行特性和调整特性？研究工况运行特性和调整特性的意义各是什
么？ 答：工况运行特性是指一定条件下发动机性能指标随工况参数变化的规律。主要包括负荷特
性，速度特性和全特性三部分内容。
该基本运行特性曲线是发动机和汽车匹配时综合评价机组动力、经济性能的直观而方便
的工具。通过他们，可以直观判断发动机工作的经济区域以及输出动力大小的特点，便于确认与汽车配套的合理性。通过对特性曲线的形状、走向的原因及影响因素的分析，可以指出进一步满足汽车使用要求时特性曲线的改造方向。 调整特性是指发动机在转速和油量调节位置（汽油机为节气门开度，柴油机是油量调节
杆位置）不变的条件下，各种性能指标随调整参数而变化的规律。 研究调整特性的意义在于对性能进行优化。
4. 汽油机和柴油机负荷特性曲线总体变化趋势如何？有何差别？为什么有这些差别？能否
就汽油机、柴油机负荷特性曲线的差异解释二者实际的使用燃油消耗率比标定工况燃
油消耗率相差更大的原因？指示效率（?it）曲线 汽油机：总体上随负荷下降而变小。
随着节气门开度的减小，缸内循环进气量下降而使残余废气系数?r加大，从而燃烧速度下降；再加上负荷变小时过量空气系数?a变浓，燃烧不完全，以及燃料气化条件恶化（温度下降）和单位工质传热量增加（工质总量减少，但传热面积不变）等因素，均使?it逐渐减小。
柴油机：总体上随负荷降低而增加。 作为质调节的发动机，一方面负荷减小意味着喷油量下降，喷油及燃烧持续时间都缩短，即等容度有所上升；另一方面喷油量下降也就是混合气变稀，以上都使热效率上升。
指示燃油消耗率（bi）线
汽油机：总体上随负荷上升而略下降。 柴油机：总体上随负荷上升而加大。
有这些差别是因为bi由?it的倒数所决定。
有效燃油消耗率（be）线
汽油机：怠速时为无穷大，之后随负荷而急剧下降，约80%~85%负荷时达最低值，以后又有回升。
柴油机：总趋势与汽油机有相似之处，但由于?it线和?m线的总变化趋势正好相反，因此be在中负荷区有较宽阔的平缓段。
中、低负荷处be的差值明显比最低油耗点和标定功率处大，这是因为汽油机be线过于陡尖，而柴油机有较宽的平坦段的缘故。由于汽车大多在中、低负荷条件下运行，所以二者实际的使用燃油消耗率比标定工况燃油消耗率相差更大。
5.画出汽油机和柴油机在全负荷、中负荷和小负荷三种情况下Pe和Ttq的速度特性曲线（汽油机及柴油机各画一图）。对比说明两种机型速度特性线的变化特点，并解释出现差异的主要原因。两种机型外特性线形状对整车动力性是有利还是不利？如不利，可采用什么措施加以改进？画出改进后的曲线。
答：
汽油机速度曲线： 柴油机速度曲线：
速度特性线变化特点： （1）汽油机
转矩Ttq线在某一较低转速处有最大值，然后随转速上升而较快下降，转速愈高，降得愈快。部分特性线则随节气门关小更急剧降低。高、低转速处的Ttq值略降低。
功率Pe线先随n上升而加大，到一定转速后Pe转而下降。 （2）柴油机
转矩(Ttq)速度特性线总体上变化较平坦，低速有上升趋势，小负荷时上升加剧，而高速均略为下降，大负荷时下降多一些。
功率(Pe)线总的是随n上升而增大。 汽、柴油机速度特性的主要区别是：
1)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线总体变化平坦，低负荷时甚至上扬。这一下一上的差别，引起了这两种机型配套汽车时动力和运行稳定性的巨大差异。
2)汽油机Pe外特性线的最大值点，一般就是标定功率点；而柴油机可达到的最大值点的转速很高，所以标定点并非该特性线的极值点。
3)柴油机燃油消耗率be曲线要比汽油机线平坦，低负荷时更是如此。
出现差异的主要原因：
（1）汽油机
Pe?K1?c??it?mn （10－1） Ttq?K3c?it?m （10－2） ?a?a 转矩Ttq线主要受?c和?m的影响，在某一较低转速处有最大值，然后随转速上升而较快下降，转速愈高，降得愈快。指示效率?it对曲线的影响不大，仅使高、低转速处的Ttq值略降低。