电路原理课后习题答案

电路原理课后习题答案（共4篇）

电路原理课后习题答案 篇1

1.简述发动机的实际工作循环过程。

1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。

2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。

3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。

5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。

3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？ 提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。提高工质的绝热指数κ。

可采取的基本措施是：

⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。

⑵.采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。

⑷ 加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。

⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。

⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。

4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？

答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。

5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？

答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。

主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；

2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；

3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm.6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径。①增大气缸直径，增加气缸数 ②增压技术

③合理组织燃烧过程 ④提高充量系数 ⑤提高转速 ⑥提高机械效率

⑦用二冲程提高升功率。7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率？各有什么意义？平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功。平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率，是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标。

有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量，通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示。

有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比值。有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标。8.发动机的机械损失主要包括哪些？

摩擦损失，驱动各种附件损失，带动机械增压器损失，泵气损失 9.什么是机械效率？受哪些因素影响？有何意义？ 机械效率是有效功率与指示功率的比值。影响因素： ①转速和活塞平均速度 ②负荷

③润滑油温度和冷却水温度，意义：比较机械损失所占比例的大小。10.如何测定机械效率？适用于汽油机的是哪种方法？为什么？

通过发动机试验测定，常用方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法。倒拖法适用于汽油机。

11.简述汽油机和柴油机工作循环的区别

汽油机和柴油机的工作循环同样有进气，压缩，燃烧（工作），排气四个过程。它们的不同的点；

1）汽油机在进气道，进入汽缸内的气体是有一定比例的汽油和空气（称做可燃混合气）；柴油机在进气道，进入汽缸内的气体是纯净的空气。

2）在压缩的过程。汽油机与柴油机是没有区别的，只是被压缩的气体，成分不同。

3）燃烧过程，汽油机与柴油机的区别较大。汽油本身物质燃点较低，经压缩后给一个高压的电火花就将其点燃了，而且燃烧的速度比柴油快；柴油本身物质密度较大，要在高温和高压的条件下才能自行燃烧，经压缩后的纯净空气正好满足了这个条件，这时即刻向汽缸喷入高压油使其燃烧。柴油的热值比汽油高产生的动力比汽油机大。

4）排气过程基本是一样的。废弃物都是二氧化碳和水，但是由于汽油的燃烧速度太快需要加入抗爆剂，因此排放不如柴油机清洁 13.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机? 1）.柴油机的压缩比高，作功时膨胀得更厉害。

2）.柴油机油气混合时空燃比远大于1，是富氧燃烧，燃料可以充分燃烧。汽油机燃烧的空燃比在1左右，因为没有足够的氧气，汽油不能完全燃烧。14.柴油机工作循环为什么不采用等容加热循环？ 定容加热理想循环又称奥托循环，基于这种循环而制造的煤气机和汽油机是最早的活塞式内燃机。由于煤气机、汽油机和柴油机燃料性质不同，机器的构造也不同，其燃烧过程接近于定容过程，不再有边燃烧边膨胀接近于定压的过程，故而在热力学分析中，奥托循环可以看作不存在定压加热过程的混合加热理想循环。定容加热循环被压缩的是燃料和空气的混合物，要受混合气体自燃温度的限制，存在“爆燃”的问题,效率不会太高;定压加热循环压缩的仅仅是空气，不存在“爆燃”的问题,效率高,所以柴油机采用的是后者而不是前者 第二章 发动机的换气过程

1.为什么发动机进气门迟后关闭、排气门提前开启。提前与迟后的角度与哪些因素有关？

答：（1）进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能，实现在下止点后继续充气，增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制，若是活塞在下至点时才打开排气门，则在气门开启的初期，开度极小，废气不能通畅流出，缸内压力来不及下降，在活塞向上回行时形成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功

（2）提前与迟后的角度与哪些因素有关？（配气相位的合理选择要从哪几个方面衡量）：①充气效率的变化是否符合动力性要求。②换气损失尽可能的小。③能否保证必要的燃烧室扫气作用。④排放指标好。

2四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段，这几个阶段时如何界定的？

答：1）自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期。

强制排气阶段：废气是由活塞上行强制推出的这个时期。进气过程：进气门开启到关闭这段时期。

气门重叠和燃烧室扫气：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，所以进.排气门同时打开这段时期。

3影响充量系数的主要因素有哪些？ 答：1.进气门关闭时缸内的压力。2.进气门关闭时缸内气体温度。3.残余废气量。4.进排气相位角。5.发动机压缩比。6.进气状态。

第三章 发动机废气涡轮增压

3为什么增压后需要采用进气中冷技术？ 答：对增压器出口空气进行冷却，一方面可以进一步提高发动机进气管内空气密度，提高发动机的功率输出，另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均温度，从而降低发动机的排气温度、热负荷和NOx的排放。5车用发动机采用增压时应注意哪些问题？ 答：1）适当降低压缩比，加大过量空气系数。2）对供油系统进行结构改造，增加每循环供油率。3）合理改进配齐相位。

4）进排气系统设计要与增压系统的要求一致。5）对增压器出口空气进行冷却。7汽油机增压的技术难点有哪些？

限制汽油机增压的主要技术障碍时：爆燃、混合气的控制、热负荷和增压器的特殊要求等。

第四章 燃料与燃烧化学

1我国的汽油和轻柴油时分别根据哪个指标来确定牌号的？ 答：汽油根据辛烷值来确定牌号；轻柴油按凝点来确定牌号。

2蒸发性不好和太好的汽油，在使用中各有什么缺点和可能产生的问题？

答：蒸发性过强的汽油在炎热夏季以及大气压力较低的高原和高山地区使用时，容易使发动机的供油系统产生“气阻”，甚至发生供油中断。另外，在储存和运输过程中的蒸发损失也会增加； 蒸发性若的汽油，难以形成良好的混合气，这样不仅会造成发动机启动困难，加速缓慢，而且未气化的悬浮油粒还会使发动机工作不稳定，油耗上升。如果未燃尽的油粒附着在气缸壁上，还会破坏润滑油膜，甚至窜入曲轴箱稀释润滑油，从而使发动机润滑遭破坏，造成机件磨损增大。3试述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意义。答：辛烷值用来表示汽油的抗爆性，抗爆性时指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力。辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值。在规定条件下的标准发动机试验中通过和标准燃料进行比较来测定。采用和被测定燃料具有相同的抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分比来表示。

柴油十六烷值时用来评定柴油的自燃性。将十六烷值规定为100的正十六烷和规定十六烷值为0的α-甲基萘按不同比列混合得出不同十六烷值的标准燃料，其十六烷值为该混合气中正十六烷的体积百分比。如果某种柴油与某标准燃料的自燃性相同，则该标准燃料的十六烷值即为该柴油的十六烷值。4什么是过量空气系数？它与混合气浓度有什么关系？

答：发动机工作过程中，燃烧1kg燃油实际共给的空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。过量空气系数大于1称为稀混合气，等于1称为标准混合气，小于1称为浓混合气。

8发动机采用代用燃料的意义是什么？ 答：减缓石油消耗速度，改善发动机的动力性和燃油经济性，降低有害物质排放。第五章 柴油机混合气的形成与燃烧

1.以柱塞式喷油泵为例简述柴油机燃料喷射过程 柱塞式喷油泵一般由柴油机曲轴的定时齿轮驱动，固定在喷油泵体上的活塞式输油泵由喷油泵的凸轮轴驱动，当柴油机工作时，输油泵从油箱洗出柴油，经油水分离器除去柴油中的水分，再经燃油滤清器，滤清柴油中的杂质，然后送入喷油泵，在喷油泵内，柴油经过增压和计量之后，经高压油管供入喷油器，最后通过喷油器将柴油喷入燃烧室。喷油泵前端装有喷油提前角调节器，后端与调速器组成一体，输油泵供给的多余柴油及喷油器顶部的回油均流回油管返回油箱

3什么时供油提前角和喷油提前角？解释两者的关系以及对柴油机性能的影响。答：供油系统的理论供油始点到上止点为止，曲轴转过的角度叫供油提前角。喷油器的针阀开始升起也就是喷油始点到上止点间曲轴转过的角度叫喷油提前角。供油提前角的大小决定了喷油提前角，供油提前角越大，喷油提前角约到。但两者并不同步增大，两者之差称为喷油延迟角。影响：发动机转速越高，高压油管越长，喷油延迟角越大，它越大，在着火期间喷入的油越多，低压油喷入气缸的量增多，燃油雾化变差，燃烧不充分，易产生积碳堵塞喷油孔的现象，降低柴油机的性能。

5柴油机有哪些异常喷射现象和他们可能出现的工况？简述二次喷射产生的原因和危害及消除方法。

答：柴油机有二次喷射、断续喷射、不规则喷射、隔次喷射和滴油这几种异常喷射现象。二次喷射易发生在高速、大负荷工况下；断续喷射常发生于某一瞬间喷油泵的供油量小于喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和。不规则喷射和隔次喷射易发生在柴油机怠速工况下。二次喷射是在压力波动影响下针阀落座后再次升起造成的。由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的，导致这部分燃油雾化不良，燃烧不完全，碳烟增多，并易引起喷孔积炭堵塞。此外，二次喷射还使整个喷射持续时间拉长，则燃烧过程不能及时进行，造成经济性下降，零部件过热等不良后果。为避免出现不正常喷射现象，应尽可能地缩短高压油管的长度，减小高压容积，以降低压力波动，减小其影响。并合理选择喷射系统的参数。

7.试述柴油机燃烧过程，说明压力升高率的大小对柴油机性能的影响 柴油机燃烧过程：着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期

影响：过大的压力升高率会使柴油机工作粗暴，噪声明显增加，运动零部件受到过大冲击载荷，寿命缩短；过急的压力升高会导致温度明显升高，使氮氧化物生成量明显增加

8.燃烧放热规律三要素是什么？什么是柴油机合理的燃烧放热规律？

答：一般将燃烧放热始点（相位）、放热持续期和放热率曲线的形状称为放热规律三要素。合理的放热规律是：燃烧要先缓后急。在初期的燃烧放热要缓慢以降低NOx的排放，在中期要保持快速燃烧放热以提高动力性和经济性能，在后期要尽可能缩短燃烧以便降低烟度和颗粒的排放。9.简述柴油机的混合气形成的特点和方式

柴油机在进气过程中进入燃烧室的是纯空气，在压缩过程接近终了时才被喷入，经一定准备后既自行着火燃烧。由于柴油机的混合气形成的时间比汽油机短促得多，而且柴油的蒸发性和流动性都较汽油差，使得柴油难以在燃烧前彻底雾化蒸发并与空气均匀混合，因而柴油机可燃混合气的品质较汽油机差。因此柴油机不得不采用较大的过量空气系数，使喷入燃烧室内的柴油能够燃烧得比较完全 柴油机混合气形成方式从原理上来分，有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种 10.简述直喷式燃烧室柴油机的性能特点，并与分隔式燃烧室柴油机进行比对。直喷式燃烧室柴油机的性能特点：

(1)燃烧迅速，所以经济性好，燃油消耗率低，但工作粗暴，压升率高，燃烧噪声大

（2）燃烧室结构简单，表面积与体积的比小，散热损失小，没有主副燃烧室的流动损失，冷启动性能好，经济性（3）对喷射系统要求较高

（4）NOx排放量较分隔式燃烧室高特别在高负荷区；微粒排放量较低（5）对转速变化较为敏感

分隔式燃烧室柴油机的性能特点：

（1）主要靠强烈的空气运动来保证较好的混合气质量，空气利用率较高α=1.2（2）随转速的提高，空气运动强度增大，高速下性能较好（3）对喷射系统要求较低

（4）结构复杂，表面积与体积的比大，散热损失和流动损失大，比直喷式燃烧室柴油机效率低，经济性差

（5）由于散热损失大使起动性能变差

（6）先在副燃烧室着火，主燃烧室压力上升缓慢，工作平稳，燃烧噪声小，但对经济性不利

（7）对燃油不太敏感，有较强的适应性

（8)除低负荷下的碳烟排放量大外，其余由于直喷式

11柴油机燃烧过程优化的基本原则是什么？ 答：（1）油-气-燃烧室的最佳配合。（2）控制着火落后其内混合气生成量。

（3）合理组织燃烧室内的涡流和湍流运动。（4)紧凑的燃烧室形状。

（5）加强燃烧期间和燃烧后期的扰流。（6）优化运转参数。

12什么是柴油机合理的喷油规律？ 答：喷射开始时段的喷油率不能太高，以便控制着火落后期内形成的可燃混合气量，降低初期放热率，防止工作粗暴。在燃烧开始后，应有较高的喷油率以期缩短喷油持续期，加快燃烧速率，同时尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动，以防止不正常喷射现象。

第六章 汽油机混合气的形成与燃烧

1.说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点，以及对它们的要求

燃烧过程：（1）着火落后期：它对每一循环都可能有变动，有时最大值是最小值的数倍。要求：为了提高效率，希望尽量缩短着火落后期，为了发动机稳定运行，希望着火落后期保持稳定

（2）明显燃烧期：压力升高很快，压力升高率在0.2-0.4MPa/(°)。希望压力升高率合适

（3）后燃期：湍流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料，以及附在气缸壁面上的混合气层继续燃烧。希望后燃期尽可能的短。

2.爆燃燃烧产生的原因是什么？它会带来什么不良后果？ 答：燃烧室边缘区域混合气也就是末端混合气燃烧前化学反应过于迅速，以至在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然，引发爆燃。爆燃会给柴油机带来很多危害，发生爆燃时，最高燃烧压力和压力升高率都急剧增大，因而相关零部件所受应力大幅增加，机械负荷增大；爆燃时压力冲击波冲击缸壁破坏了油膜层，导致活塞、气缸、活塞环磨损加剧，爆燃时剧烈无序的放热还使气缸内温度明显升高，热负荷及散热损失增加，这种不正常燃烧还使动力性和经济性恶化。3.爆燃和早燃有什么区别？

答：早然是指在火花塞点火之前，炽热表面点燃混合气的现象。爆燃是指末端混合气在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然的现象。早燃会诱发爆燃，爆燃又会让更多的炽热表面温度升高，促使更加剧烈的表面点火。两者相互促进，危害更大。另外，与爆燃不同的时，表面点火即早燃一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致，没有压力冲击波，敲缸声比较沉闷，主要是由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生震动而造成。4.爆燃的机理是什么？如何避免发动机出现爆燃？

答：爆燃着火方式类似于柴油机，同时在较大面积上多点着火，所以放热速率极快，局部区域的温度压力急剧增加，这种类似阶越的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振动，发出高频振音（即敲缸声）。避免方法：适当提高燃料的辛烷值；适当降低压缩比，控制末端混合气的压力和温度；调整燃烧室形状，缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间，如提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离。

5.何谓汽油机表面点火？防止表面点火有什么主要措施？ 答：在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象，统称为表面点火。防止措施： 1）适当降低压缩比。

2）选用沸点低的汽油和成焦性小的润滑油。

3）要避免长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶。

4)应用磷化合物为燃油添加剂使沉积物中的铅化物成为磷酸铅从而使碳的着火温度提高到560℃且氧化缓慢，放出热量少，从而减少表面点火的产生。

6.何谓汽油机燃烧循环变动？燃烧循环变动对汽油机性能有何影响？如何减少燃烧循环变动？ 答：燃烧循环变动是点燃式发动机燃烧过程的一大特征，是指发动机以某一工况稳定运转时，这一循环和下一循环燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同。影响：由于存在燃烧循环变动，对于每一循环，点火提前角和空燃比等参数都不可能调整到最佳，因而使发动机油耗上升、功率下降，性能指标得不到充分优化。随着循环变动加剧，燃烧不正常甚至失火的循环次数逐渐增多，碳氢化合物等不完全燃烧产物增多，动力性、经济性下降。同时，由于燃烧过程不稳定，也使振动和噪声增大，零部件寿命下降，当采用稀薄燃烧时，这种循环变动情况加剧。减少措施：1）尽可能使фa=0.8～1.0，此时的循环变动最小。2）适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性，进而改善循环变动。3）改善排气过程，降低残余废气系数γ。4）避免发动机工作在低负荷、低转速工况下。5)多点点火有利于减少循环变动。6）提高点火能量，优化放电方式，采用大的火花塞间隙。

7提高汽油机压缩比对提高性能有何意义？如何保证在汽油机上使用较高的压缩比

提高压缩比可以提高汽油机的功率和经济性，特别是对经济性有显著的作用。但压缩比过高，会导致汽油机爆燃，所以应该合理的设计燃烧室，缩短火焰传播行程，合理选用火花塞位置。适当利用湍流，降低终燃混合气温度等

11在汽油机上燃烧均质稀混合气有什么优点？它所面临的主要困难时什么？目前解决的途径有哪些？

答：优点：混合气均匀，燃烧较完全。对燃油共给及喷射系统没特别高的要求。困难：1为防止爆燃采用较低压缩比导致热效率较低。2）浓混合气的比热容比低导致热效率低。3）只能用进气管节流方式对混合气量进行调节即所谓量调节使得泵气损失较大。4）在化学剂量比附近燃烧，导致有害排放特别是NOx排放较高。

5）用三元催化转换器的汽油机，它的过量空气系数фa必须控制在1左右，从而限制其性能进一步提高。

解决途径：采用稀薄燃烧汽油机。一类是非直喷式稀燃汽油机，包括均质稀燃和分层稀燃式汽油机，另一类是缸内直喷式稀燃汽油机。12.分析过量空气系数和点或提前交对燃烧过程的影响

答：当a=0.8-0.9时，由于燃烧温度最高，火焰传播速度最大，Pe达最大值，但爆燃倾向增大。当a=1.03-1.1时，由于燃烧完全，有效燃油消耗率最低，使用a<1的浓混合气工作，由于必然会产生不完全燃烧，所以CO排放量明显上升，当a<0.8或a>1.2时，火焰速度缓慢，部分燃料可能来不及完全燃烧，因而经济性差，HC排放量增多且工作不稳定。点火过迟，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排气温度升高，热效率降低，但爆燃倾向减小，NOx升高，功率、排放量降低。（点火提前角对汽油机的经济性影响较大。据统计，如果点火提前角偏离最佳位置5°曲轴转角热效率下降1%；偏离转角10°曲轴转角，热效率下降5%；偏离20°曲轴转角，热效率下降16%。）13何谓稀燃、层燃系统？稀燃、层燃对汽油机有何益处？

答：稀燃系统就是均质预混合气燃烧，通过采用改进燃烧室、高湍流、高能点火等技术使汽油机的稳定燃烧界限超过α=17的系统； 分层燃烧系统就是在α更大的情况下，均质混合气难以点燃，为了提高稀燃界限，通过不同的气流运动和供油方法，在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓的可燃混合气，而周边是较稀混合气和空气，分层燃烧低汽油机可稳定工作在α=20～25范围内。好处：使燃油消耗率降低，且提高排放性能。

14电控汽油喷射系统与化油器相比有何优点？

答：1）可以对混合气空燃比进行精确控制，使发动机在任何公开下都处于最佳工作状态，特别是对过渡工况的动态控制，更是传统化油器式发动机无法做到的。2）由于进气系统不需要喉管，减少进气阻力，加上不需要对进气管加热来促进燃油的蒸发，所以充气效率高。3）由于进气温度低，使得爆燃燃烧得到有效控制，从而有可能采取较高的压缩比，这对发动机热效率的改善时显著的。4）保证各缸混合比的均匀性问题比较容易解决，相对于发动机可以使用辛烷值低的燃料。5）发动机冷起动性能和加速性能良好，过渡圆滑。第七章 发动机的特性

1研究发动机特性的意义时什么？

答：发动机的特性是发动机性能的综合反映，在一定条件下，发动机性能指标或特性参数随各种可变因素的变化规律就是发动机的特性。研究发动机的特性是为了分析发动机在不同工况下运行的动力性能指标、经济性能指标、排放指标以及反映工作过程进行的完善程度指标等。

2发动机的性能包括哪几方面？如何评价发动机性能？

答：发动机性能包括：动力性能指标、经济性能指标和排放性能指标。评价其性能需要对发动机的特性进行分析和研究。用来表示发动机特性的曲线就是特性曲线，它是评价发动机的一种简单、直观、方便的形式，时分析和研究发动机的一种最基本的手段。

3发动机的负荷特性如何测取？在测取过程中应该注意哪些内容？

答：负荷特性是指当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。用曲线的形式表示，就是负荷特性曲线。发动机的负荷特性曲线是在发动机试验台架上测取的。测取前，将发动机冷却液温度、润滑油温度保持在最佳值；调节测功器负荷并改变循环供油量，使发动机的转速稳定在某一常数。4试分析汽油机和柴油机负荷特性的特点。

答：1）汽油机的燃油消耗率普遍较高，且在从空负荷向中小负荷段过渡时，燃油消耗率下降缓慢，仍维持在较高水平，燃油经济性明显较差。2）汽油机排气温度普遍较高，且与负荷关系较小。3）汽油机的燃油消耗量曲线弯度较大，而柴油机的燃油消耗量曲线在中、小负荷段的线性较好。5根据实验条件的不同，发动机的外特性有几种形式？

12什么是发动机的万有特性？汽油机、柴油机的万有特性各有什么特点？ 负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数见的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称万有特性 汽油机的万有特性：

（1）最低耗油率高，并且经济区域偏小

（2）等耗油率曲线在低速区向大负荷收敛，这说明汽油机在低速、低负荷的耗油率随负荷的减小而急剧增大，在实际使用中，应尽量避免出现这种情况

（3）汽油机的等功率线随转速升高而斜穿等耗油率线，转速越高越废油。因此，在实际使用中当汽车等功率运行时，驾驶人应尽量使用高速挡，以便节油

柴油机的万有特性：

（1）最低耗油率偏低，并且经济区域较宽

（2）等耗油率曲线在高、低速均不收敛，变化较平坦（3）相对汽车变速工况的适应性好 第八章 发动机的排放与噪声

1简述发动机各种污染物对人体健康的影响

答：CO：轻度中毒：头痛、头晕、耳鸣、恶心、呕吐、心悸、四肢无力或有短暂的晕厥。中度中毒：除上诉症状加重外，出现程度较浅的昏迷。重度中毒：除上诉症状加重外，常并发肺水肿、脑水肿、呼吸困难、心律失常等，可在短时间内死亡。

HC：对血液和神经有害，有致癌作用，对眼、呼吸道、血液有毒害。

NOx：NO高浓度时会造成中枢神经有轻度障碍，NO2对心肝肾有影响，可引起支气管炎、肺气肿。

光化学烟雾：会引起呼吸道疾病与其他疾病。微粒：对人体呼吸系统有危害。

2简述汽油机主要排放污染物及其生成机理

汽油机排放污染物主要有：排气污染物主要有CO、HC、NOX、SO2和微粒；曲轴箱窜气和燃料蒸发形成的HC。CO的生成机理 ：CO是烃燃料燃烧的中间产物，排气中的CO是由于烃的不完全燃烧所致 HC的生成机理： 1)不完全燃烧(氧化)2)壁面淬熄效应 3）狭缝效应

4）壁面油膜和积炭吸附作用

NOx的生成机理 ：燃烧过程中产生的NO经排气管排至大气中,在大气条件下缓慢的与O2反应,生成NO2.因而在讨论NOX的生成机理时,一般只讨论NO的生成机理.燃烧过程中NO的生成方式有3种,根据产生机理的不同分别称为热力型NO也称热NO或高温NO、激发NO以及燃料NO。热力NO主要由于火焰温度下大气中的氮被氧化而成，当燃烧的温度下降时，高温NO的生成反应会停止，即NO会被“冻结”。激发NO主要是由于燃料产生的原子团与氮气发生反应所产生。燃料NO是含氮燃料在较低温度下释放出来的氮被氧化而成的。3简述柴油机主要排放污染物及其生成机理

柴油机主要污染物有：微粒、NOX、HC和硫氧化物。微粒生成机理是烃类燃料在高温缺氧条件下析出碳粒和杂质表面粘有机物SOF。混合气浓度极不均匀，过浓或过稀的混合气会产生HC。喷油器压力室容积内的燃油高温下产生HC。高温条件下氧分子裂解成氧原子，再与N2生成NO。燃油中的硫在高温条件下与氧生成硫氧化物

4简述汽油机和柴油机混合气形成和燃烧过程的区别，并对比汽油机和柴油机的排放性能

5论述降低汽油机排放污染物的措施 1）推迟点火提前角能降低NOx 和HC。2）废气再循环能降低NOx。

3）合理的燃烧室设计能减少淬熄和缝隙效应产生的HC。4）电控汽油喷射结合三效催化转化器能降低CO、NO 和HC。5）高能点火和热反应器能降低CO和HC。答：机内净化技术：废气再循环装置、改进发动机设计，电子控制燃油喷射系统，提高燃油品质。机外净化技术：曲轴箱强制通风、燃油蒸发控制系统、三元催化转化器。

6论述降低柴油机排放污染物的措施

电路原理课后习题答案 篇2

1、试述事务的概念及事务的四个特性。

事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作是一个完整的工作单元，一个事务内的所有语句被作为一个整体，这些操作要么全做，要么全不做。事务是数据库环境的中的逻辑单元，相当于操作系统中的进程。

为了保证数据库中数据的正确性，一个事务具有四个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持续性（Durability）。这四个特性简称ACID特性。

2、试述事务的状态及转换。

3、在数据库中为什么要并发控制？并发控制能保证事务的哪些特性？

数据库的一个明显的特点是多个用户共享数据库资源，尤其是多用户可以同时存取相同的数据。在这样的系统中，在同一时刻并发运行的事务数可达数百个。若对事务的并发操作不加以控制，就会造成数据存、取的错误，破坏了数据的一致性和完整性。

并发控制可以防止数据不一致性出现。

4、并发操作可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法可以避免不一致性的情况？

并发操作带来的数据不一致性分为四种情况：丢失数修改、读“脏”数据、不可重复读和产生“幽灵”数据。

在数据库环境下，进行并发控制的主要技术有封锁(Locking)、时间戳(Timestamp)和乐观控制法。商用的DBMS一般都采用封锁方法。

5、什么是封锁？基本的封锁类型有哪些？试述它们的含义。

封锁机制，即加锁（Locking），是一种并发控制机制，是用来调整对共享目标的并行存取的技术。事务通过向封锁管理程序的系统组成部分发出请求而对事务加锁。

基本封锁类型有两种：共享锁（Share Locks，简记为S锁或读锁）和排它锁（Exclusive Locks，简记为X锁或写锁）。

6、如何用封锁机制保证数据的一致性？

在运用X锁和S锁对数据对象加锁时，还需要约定一些规则，这些规则为封锁协议或加锁协议（Locking Protocol）。对封锁方式加不同的规则，就形成了各种不同级别的封锁协议。不同级别的封锁协议所能达到的一致性级别是不同的。

7、什么样的并发调度是正确的调度？

可串行性(Serializability)是并发事务正确调度的准则。按照这个准则规定，一个给定的并发调度，当且仅当它是可串行化的，才认为是正确调度。

8、理解并解释下列术语的含义：

封锁、活锁、死锁、排他锁、共享锁、可串行化的调度、两段锁协议。

1）加锁就是事务T在对某个数据对象（例如表、记录等）操作之前，先向系统发出请求，封锁其要使用的数据。加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其它的事务不能更新此数据对象。

2）活锁：如果事务T1封锁了数据R，事务T2又请求封锁R，于是T2等待。T3也请求封锁R，当T1释放了R上的封锁之后系统首先批准了T3的请求，T2仍然等待。然后T4又请求封锁R，当T3释放了R上的封锁之后系统又批准了T4的请求……，T2有可能永远等待，这就是活锁。

3）死锁：如果事务T1封锁了数据R1，T2封锁了数据R2，然后T1又请求封锁R2，因T2已封锁了R2，于是T1等待T2释放R2上的锁，接着T2又申请封锁R1，因T1已封锁了R1，T2也只能等待T1释放R1上的锁。这样T1在等待T2，而T2又在等待T1，T1和T2两个事务永远不能结束，形成死锁。4）共享锁：

若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A，但不能修改A。其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。这就保证其他事务可以读A，但在T释放A上的S锁之前不能对A做任何修改。5）排他锁：

若事务T对数据对象A加上X锁，则只允许T读取和修改A，但不允许其它事务再对A加任何类型的锁和进行任何操作，直到T释放A上的锁。这就保证其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A。6）多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行这些事务时的结果相同，称这种调度策略为可串行化(Serializable)调度。

7）所谓两段锁协议是指所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁。具体内容如下： ①在对任何数据进行读、写操作之前，事务首先要获得对该数据的封锁；

②在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得任何其他封锁。

9、数据库中为什么要有恢复子系统？它的功能是什么？

系统故障会丢失这些事务对数据的修改，使数据库处于不一致状态。

恢复子系统在系统重启时，撤销所有未完成的事务，并重做已经提交的事务，以保证将数据库真正恢复到一致状态。

10、数据库运行过程中可能产生的故障有几类？哪些故障影响事务的正常执行？哪些

故障破坏数据库数据？ 1）事务内部的故障

事务内部的故障有的是可以通过事务程序本身发现的，有的是非预期的，不能由事务程序处理的。

事务故障意味着事务没有达到预期的终点，因此，数据库可能处于不正确的状态。恢复程序要在不影响其他事务运行的情况下，强行回滚该事务，即撤销该事务已经作出的任何对数据库的修改，使得该事务好像根本没有启动一样。这类恢复操作称为事务撤销（UNDO）。

2）系统故障

系统故障又称为软故障，是指造成系统停止运转，要使得系统重新启动的故障。例如，硬件错误（如CPU故障）、操作系统故障、DBMS代码错误、系统断电等都是系统故障。这样的故障会影响正在运行的所有事务，但不破坏数据库。

3）其他故障

介质故障或由计算机病毒引起的故障或破坏可归为其他故障。

介质故障常称为硬故障，指外存故障，如磁盘损坏、磁头碰撞等。这类故障会对数据库造成破坏，并影响正在操作数据库的所有事务。这类故障发生的可能性小得多，但破坏性最大。

各种故障对数据库的影响有两种可能性：一是数据库本身被破坏；二是数据库没有被破坏，但数据可能不正确，这是由于事务的运行被非正常终止造成的。

11、数据库恢复技术有哪些？

1）利用备份技术 2）利用事务日志 3）利用镜像技术

12、什么是数据库的备份？

数据备份是指定期或不定期地对数据库数据进行复制，可以将数据复制到本地机器上，也可以复制到其他机器上，也称为数据转储。

13、什么是日志文件？为什么要设日志文件？

日志文件(log)是用来记录事务对数据库的更新操作的文件。具体的作用是：

a)事务故障恢复和系统故障恢复必须用日志文件。b)在动态备份方式中必须建立日志文件，后备副本和日志文件结合起来才能有效地恢复数据库。

14、登记日志文件时为什么必须先写日志文件，后写数据库？

如果先写了数据库修改，而在日志文件中没有登记下这个修改，则以后就无法恢复这个修改了。如果先写日志，但没有修改数据库，按日志文件恢复时只不过是多执行一次不必要的UNDO操作，并不会影响数据库的正确性。所以为了安全，一定要先写日志文件，即首先把日志记录写到日志文件中，然后写数据库的修改，这就是“先写日志文件”的原则。

15、什么是数据库镜像？它有什么用途？

所谓镜像就是在不同的设备上同时存有两份数据库，把一个设备称为主设备，另一个称为镜像设备。主设备和镜像设备互为镜像关系，每当主数据库更新时，DBMS自动把整个数据库或其中的关键数据复制到另一个镜像设备上。保证镜像数据与主数据库的一致。

这样，一旦出现介质故障，可由镜像磁盘继续提供使用，同时DBMS自动利用镜像磁盘数据进行数据库的恢复，不需要关闭系统和重装数据库副本。

电路原理课后习题答案 篇3

1在什么情况下，生产可能性曲线是直线，而不是外凸的？ 【重要级别】 ☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆☆ 【考查要点】 生产可能性边界定义

【参考答案】 当生产一种产品的机会成本为常数时，生产可能性曲线是直线而不是外凸的。

2解释绝对优势和比较优势有什么不同。【重要级别】 ☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆☆ 【考查要点】 绝对优势定义；比较优势定义

【参考答案】 绝对优势和比较优势都是用于衡量不同生产者生产效率差异的概念，绝对优势以生产效率为评价标准，比较优势以机会成本为评价标准。同一生产者可能同时在两种物品上都具有绝对优势，但不可能同时在两种物品上都拥有比较优势。绝对优势反映了生产率的高低，比较优势反映了相对机会成本的高低。

3举例说明一个人在做某件事上有绝对优势，而另一个人有比较优势。【重要级别】 ☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆ 【考查要点】 绝对优势应用；比较优势应用

【参考答案】 工程师A每小时的工资为500元，一个小时可以把自己的家打扫干净。B每小时的工资为50元，两个小时可以把与A相同面积的房屋打扫干净。在此例中，无论是赚钱还是打扫房间，A都拥有绝对优势。但从比较优势的角度来看，打扫A的家，A的机会成本是500元，而B的机会成本是100元，所以B在打扫房间上具有比较优势。

4对贸易来说，是绝对优势重要还是比较优势重要?以你对上一道题的答案为例来解释你的推理。

【重要级别】 ☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆ 【考查要点】 绝对优势应用；比较优势应用

【参考答案】 对贸易而言，比较优势重要。如果按照绝对优势，A和B之间没有从事贸易的可能。但是如果从比较优势来看，A专门工作而B专门打扫房间，在相同的时间内，A和B都可以获得更高的收入，这样双方的状况都变得更好。

5一国是倾向于出口还是进口自己有比较优势的物品？解释原因。【重要级别】 ☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆ 【考查要点】 比较优势应用

【参考答案】 倾向于出口自己具有比较优势的产品。因为在该国的生产效率和资源禀赋不变的条件下，出口自己具有比较优势的产品并进口自己没有比较优势的产品可以获得更多的消费者组合。

6为什么经济学家反对限制各国之间贸易的政策？ 【重要级别】 ☆☆ 【难度级别】 ☆ 【考查要点】 比较优势应用 【参考答案】 各国具有不同的资源禀赋决定了每个国家在不同的劳务或物品生产上具有比较优势，各国专业化生产具有比较优势的产品会增加世界劳务或产品的总量，而贸易既是各国专业化分工的前提，也是各国专业化分工的结果。如果限制各国之间的贸易，那么基于分工的优势就会减弱，所以经济学家反对限制各国之间贸易的政策。

■问题与应用

1Maria每小时可以读20页经济学著作，也可以每小时读50页社会学著作。她每天学习5小时。

a画出Maria阅读经济学和社会学著作的生产可能性边界。曼昆《经济学原理》微观经济学分册 第3章 课后习题答案P63-P66 bMaria阅读100页社会学著作的机会成本是多少？ 【重要级别】 ☆☆☆ 【难度级别】 ☆ 【考查要点】 生产可能性边界应用

【参考答案】 a.Maria阅读经济学和社会学著作的生产可能性边界如左图所示，该生产可能性边界与纵轴的交点的含义是Maria 5个小时只读经济学著作可以读100页，与横轴的交点的含义是Maria 5个小时只读社会学著作可以读250页。

bMaria阅读１００页社会学著作的机会成本是阅读40页经济学著作。

2美国和日本工人每人每年都可以生产4辆汽车。一个美国工人每年可以生产10吨粮食，而一个日本工人每年可以生产5吨粮食。为了简化起见，假设每个国家有1亿工人。

a根据这种情况，做出类似于图3—1（a）的表格。b画出美国和日本经济的生产可能性边界。

c对美国来说，生产1辆汽车的机会成本是多少？生产粮食呢？对日本来说，生产1辆汽车的机会成本是多少？生产粮食呢？把这些信息填入类似于表3-1的表中。

d哪个国家在生产汽车上具有绝对优势？在生产粮食上呢？ e哪个国家在生产汽车上具有比较优势？在生产粮食上呢？

f没有贸易时，每个国家有一半工人生产汽车，一半工人生产粮食。每个国家能生产多少汽车和粮食呢？

g从没有贸易的状况出发，举例说明贸易可以使每个国家的状况都变得更好。【重要级别】 ☆☆☆ 【难度级别】 ☆ 【考查要点】 生产可能性边界应用 【参考答案】 a.根据题意，作表如下：

每个工人生产每单位产品的时间1亿工人每年的产量汽车（辆）粮食（吨）汽车（亿辆）粮食（亿吨）美国410410日本4545 b美国和日本经济的生产可能性边界如（a）图、(b)图所示：

（a）美国“汽车—粮食”的生产可能性边界（b）日本“汽车—粮食”的生产可能性边界 c美国生产1辆汽车的机会成本是2.5吨粮食，生产1吨粮食的机会成本是0.4量汽车。日本生产1辆汽车的机会成本是1.25吨粮食，生产1吨粮食的机会成本是0.8辆汽车。见下表。

生产1吨（辆）的机会成本汽车（以放弃的粮食衡量）粮食（以放弃的汽车衡量）美国2.5吨粮食0.4辆汽车日本1.25吨粮食0.8辆汽车

d美国和日本生产汽车的效率是一样的，所以美国和日本在生产汽车上不存在绝对优势。美国在生产粮食上具有绝对优势。

e.日本在生产汽车上具有比较优势，美国在生产粮食上具有比较优势。

f.没有贸易时，如果每个国家有一半工人生产汽车，一半工人生产粮食，那么美国的产量为粮食5亿吨，汽车2亿辆；日本产量为粮食2.5亿吨，汽车2亿辆。

g.如果没有贸易，假设两国都有一半的工人生产粮食，一半的工人生产汽车，那么美国居民可以消费5亿吨粮食，2亿辆汽车；日本居民可以消费2.5吨粮食，2亿辆汽车。如果进行贸易，美国专产粮食，产量为10亿吨；日本专产汽车，产量为4亿辆。日本可以用2亿辆汽车换回美国的4亿吨粮食，则与没有贸易时相比，两国居民的汽车消费量保持不变，但粮食的消费量都提高了，贸易使两国的状况变得更好。

3Pat和Kris是室友。他们把大部分时间用于学习（理所当然），但也留出一些时间做他们喜欢的事：做比萨饼和制作清凉饮料。Pat制作1加仑清凉饮料需要4小时，做1块比萨饼需要2小时。Kris制作1加仑清凉饮料需要6小时，做1块比萨饼需要4小时。

曼昆《经济学原理》微观经济学分册 第3章 课后习题答案P63-P66 a每个室友做1块比萨饼的机会成本是多少？谁在做比萨饼上有绝对优势？谁在做比萨饼上有比较优势？

b如果Pat和Kris相互交换食物，谁将用比萨饼换取清凉饮料？ c比萨饼的价格可以用若干加仑清凉饮料来表示。能使两个室友状况都更好的比萨饼交易的最高价格是多少？最低价格是多少？解释原因。

【重要级别】 ☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆ 【考查要点】 比较优势应用

【参考答案】 a.Pat做1块比萨饼的机会成本是0.5加仑的清凉饮料，Kris做1块比萨饼的机会成本是2/3加仑的清凉饮料。Pat在做比萨饼上既有绝对优势，又有比较优势。

b如果Pat和Kris相互交换食物，Pat将用比萨饼换取清凉饮料。

c1块比萨饼的最高价格是2／3加仑清凉饮料，最低价格是1／2加仑清凉饮料。如果两个人进行贸易，依据比较优势原则，Pat将只生产比萨饼，Kris将只生产清凉饮料。Pat用比萨饼与Kris交换清凉饮料，由于Pat生产1块比萨饼的机会成本是0.5加仑清凉饮料，所以只有交易价格高于0.5加仑清凉饮料，Pat才愿意出售比萨饼。但是交易价格不是无限高的，对于Kris而言，如果价格高于2/3加仑清凉饮料，Kris会选择自己生产清凉饮料。

4假设加拿大有1 000万工人，而且每个工人1年可生产2辆汽车或30蒲式耳小麦。a加拿大生产1辆汽车的机会成本是多少?加拿大生产1蒲式耳小麦的机会成本是多少?解释这两种物品的机会成本之间的关系。

b画出加拿大的生产可能性边界。如果加拿大选择消费1 000万辆汽车，没有贸易时它可以消费多少小麦？在生产可能性边界上标出这一点。

c现在假设美国从加拿大购买1 000万辆汽车，每辆汽车交换20蒲式耳小麦。如果加拿大继续消费1 000万辆汽车，这种交易使加拿大可以消费多少小麦?在你的图上标出这一点。加拿大应该接受这笔交易吗? 【重要级别】 ☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆ 【考查要点】 比较优势应用

【参考答案】 a.加拿大生产1辆汽车的机会成本是15蒲式耳小麦，生产1蒲式耳小麦的机会成本是1/15辆汽车，这两种物品的机会成本互为倒数。

b加拿大的生产可能性边界如（a）图所示，如果加拿大选择消费1 000万辆汽车，在没有贸易的情况下，其能消费15亿蒲式耳小麦，如（a）图中的A点所示。

c如果加拿大专业化生产汽车，向美国出售汽车，每辆汽车可以换20蒲式耳小麦，加拿大与美国进行交换，其可以换取2亿蒲式耳小麦（20×1 000万）。在这种情况下，加拿大的消费组合为1 000万辆汽车和2亿蒲式耳小麦，这优于在没有贸易条件下1 000万辆汽车和1.5亿蒲式耳小麦的组合，所以加拿大应该接受这项交易。见（b）图。

（a）加拿大“汽车—小麦”(b）贸易条件下加拿大“汽车—小麦” 的生产可能性边界的生产可能性边界

5.苏格兰和英格兰都生产烤饼和毛衣。假设一个英格兰工人每小时能生产50个烤饼或1件毛衣。假设一个苏格兰工人每小时能生产40个烤饼或2件毛衣。

a在每种物品的生产上，哪个国家有绝对优势？哪个国家有比较优势？ b如果英格兰和苏格兰决定进行贸易，苏格兰将用哪种商品和英格兰进行交易？解释原因。

c如果一个苏格兰工人每小时只能生产1件毛衣，苏格兰仍然能从贸易中得到好处吗？英格兰仍然能从贸易中得到好处吗？解释原因。

【重要级别】 ☆☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆ 【考查要点】 比较优势应用

曼昆《经济学原理》微观经济学分册 第3章 课后习题答案P63-P66 【参考答案】 a.英格兰在生产烤饼上具有绝对优势，苏格兰在生产毛衣上具有绝对优势。苏格兰在生产毛衣上具有比较优势，英格兰在生产烤饼上具有比较优势。

b如果英格兰和苏格兰进行贸易，苏格兰将用毛衣和英格兰进行交易，因为苏格兰在生产毛衣上具有比较优势，通过贸易能增加双方可消费的毛衣和烤饼的总量。

c如果1个苏格兰人1天只生产1件毛衣，那么他们生产1件毛衣的机会成本是40个烤饼，仍低于英格兰人生产1件毛衣的机会成本(50个烤饼)。所以，苏格兰人在生产毛衣上仍有比较优势。而此时，1个苏格兰人生产1个烤饼的机会成本是l／40件毛衣，仍高于1个英格兰人生产1个烤饼的机会成本，即英格兰人在生产烤饼上仍有比较优势。那么在贸易中，苏格兰人和英格兰人仍都能受益。

6.下表描述了Baseballia国两个城市的生产可能性：

一个工人每小时生产的红袜子量一个工人每小时生产的白袜子量波士顿33芝加哥21 a没有贸易时，波士顿1双白袜子的价格（用红袜子表示）是多少？芝加哥1双白袜子的价格是多少？

b在每种颜色的袜子的生产上，哪个城市有绝对优势？哪个城市有比较优势？ c如果这两个城市相互交易，两个城市将分别出口哪些颜色的袜子？ d可以进行交易的价格范围是多少？

【重要级别】 ☆☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆☆ 【考查要点】 比较优势应用

【参考答案】 a.没有贸易时，波士顿1双白袜子用红袜子表示的价格是1，芝加哥1双白袜子的价格是2。

b波士顿在生产红袜子和白袜子上都具有绝对优势，波士顿在生产白袜子上具有比较优势，芝加哥在生产红袜子上具有比较优势。

c如果两个城市进行贸易，波士顿出口白袜子，芝加哥出口红袜子。

d红袜子的交易价格范围是1/2~1双白袜子，白袜子的交易范围是1~2双红袜子。7.假设一个美国工人每年能生产100件衬衫或20台电脑，而一个中国工人每年能生产100件衬衣或10台电脑。

a画出这两个国家的生产可能性边界。假设没有贸易，两个国家的工人各用一半时间生产两种物品。在你的图上标出这一点。

b如果两个国家进行贸易，哪个国家将出口衬衣？举出一个具体的数字例子，并在你的图上标出。哪个国家将从贸易中获益？解释原因。

c解释两国可以交易的电脑价格（用衬衣衡量）是多少。

d假设中国的生产率赶上了美国，因此，一个中国工人每年可以生产100件衬衣或20台电脑。你预期这时的贸易形式会是什么样的？中国生产率的这种进步将如何影响两国居民的经济福利？

【重要级别】 ☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆☆ 【考查要点】 比较优势应用

【参考答案】 a.美国和中国的生产可能性边界如（a）图和（b）图所示，A点和B点分别表示美国和中国将一半时间用于生产两种物品的产量。

(a)美国“电脑—衬衣”的生产可能性边界（b）中国“电脑—衬衣”的生产可能性边界 b如果两个国家进行贸易，中国将出口衬衣。比如中国只生产衬衣，一年中国可以生产100件衬衣。如果6台电脑可以换50件衬衣，那么通过贸易中国可以消费的产量组合为6台电脑和50件衬衣，美国的消费组合为14台电脑和50件衬衣，中国和美国都通过贸易获得了利益。(c）图和(d)图中的C点和D点分别表示贸易之后美国和中国的消费产品组合。

（c）美国“电脑—衬衣”的生产可能性边界(d)中国“电脑—衬衣”的生产可能性边界

曼昆《经济学原理》微观经济学分册 第3章 课后习题答案P63-P66 c两国可以进行交易的用衬衣衡量的电脑价格最高是10，最低为5。

d假设中国生产率赶上了美国，由于两国的生产效率完全相同，所以贸易产生的基础不论是比较优势还是绝对优势就不复存在，这时中美之间的贸易就会消失。

8.一个巴西的普通工人可以用20分钟生产1盎司大豆，用60分钟生产1盎司咖啡；而一个秘鲁的普通工人可以用50分钟生产1盎司大豆，用75分钟生产1盎司咖啡。

a谁在生产咖啡上有绝对优势？解释之。b谁在生产咖啡上有比较优势？解释之。

c如果两国进行专业化分工并互相贸易，谁将进口咖啡？解释之。d假设两国进行贸易，而且进口咖啡的国家用2盎司大豆交换1盎司咖啡。解释为什么两国都将从这种贸易中获益。

【重要级别】 ☆☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆☆ 【考查要点】 比较优势应用

【参考答案】 a.由于巴西工人生产咖啡的效率高于秘鲁工人的生产效率，所以巴西工人在生产咖啡上具有绝对优势。

b巴西工人生产1盎司咖啡的机会成本是3盎司大豆，秘鲁工人生产1盎司咖啡的机会成本是1.5盎司大豆，所以秘鲁工人在生产咖啡上具有比较优势。

c如果两国进行专业化分工并互相贸易，巴西将进口咖啡。因为巴西在生产大豆上具有比较优势，而秘鲁在生产咖啡上具有比较优势。

d如果进口咖啡的国家用2盎司大豆交换1盎司咖啡，无论对巴西还是秘鲁都是有好处的。这是因为秘鲁生产1盎司咖啡的机会成本是1.5盎司大豆，巴西生产1盎司咖啡的机会成本是3盎司大豆，如果采用2盎司大豆换1盎司咖啡，这个比例介于秘鲁和巴西的生产成本之间，故秘鲁愿意出售而巴西愿意购买。

9.下列表述正确还是错误？分别做出解释。a“即使一国在生产所有物品上都有绝对优势，两国也能从贸易中得到好处。” b“某些极有才能的人在做每一件事情上都有比较优势。” c“如果某种贸易能给某个人带来好处，那么它就不会也给另一个人带来好处。” d“如果某种贸易对一个人是好事，那么它对另一人也总是好事。”

e.“如果贸易能给某个国家带来好处，那么它也一定能给该国的每一个人都带来好处。” 【重要级别】 ☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆ 【考查要点】 比较优势应用

【参考答案】 a.正确。绝对优势以生产效率为评价标准，而比较优势以生产的机会成本为依据，虽然一国生产所有产品都有绝对优势，但这并不意味着所有产品都有比较优势。并且由于资源是有限的，产品之间的机会成本是相互制约的，一国不可能在所有产品的生产上都具有比较优势。如果只有两种产品，这两种产品的机会成本互为倒数，那么一种产品的机会成本高，另一种产品的机会成本必然低。

b错误。因为比较优势是用机会成本来衡量的，即为了得到A产品所需放弃的B产品的数量；反之亦然。从中我们可以发现，两种产品的机会成本是互为倒数的，所以一个人不可能在做每件事情上都有比较优势。

c错误。贸易能促进专业化分工，每个人都能生产符合自身比较优势的产品，在贸易价格合理的条件下，每个人都可以获得比贸易前更多的消费品组合，所以贸易是可以实现双赢的。

d错误。贸易对于双方都有好处，但这要求贸易价格必须介于双方的机会成本之间。当卖方以高于机会成本的价格出售，买方以低于机会成本的价格购买时，双方都获益。但是如果贸易的价格同时高于或低于双方的机会成本，则有一方受损。

曼昆《经济学原理》微观经济学分册 第3章 课后习题答案P63-P66 e错误。贸易虽然能使得一个国家获得比贸易前更多的产品组合，但具体到每个人能否分享到贸易的好处取决于该国的分配体制、消费者的偏好等因素。如果通过贸易，消费者的收入能得到增加，那么他可以购买更多的产品，分享贸易的好处；如果通过扩大贸易扩大的产品组合符合消费者的偏好，那么他也可以分享贸易的好处；反之则反是。

【归纳总结】 绝对优势和比较优势都是用于衡量不同生产者生产效率差异的概念，绝对优势以生产效率为评价标准，而比较优势是以机会成本为评价标准。不论是比较优势还是绝对优势，其产生的根源在于不同生产者之间的差异，这种差异可以表现为拥有要素禀赋的差异，也可以表现为生产特定商品熟练程度的差异。识别不同生产者的绝对优势或比较优势是为了确定贸易分工，进而为贸易的实现奠定基础。

10.美国向世界其他国家出口玉米和飞机，并从世界其他国家进口石油和纺织品。你认为这种贸易形式符合比较优势原理吗？为什么？

【重要级别】 ☆☆☆ 【难度级别】 ☆☆ 【考查要点】 比较优势应用

特种加工课后习题答案 篇4

1.从特种加工的发生和发展来举例分析科学技术中有哪些事例是“物极必反” 有哪些事例是“坏事有时变为好事”

答:这种事例还是很多的.以“物极必反”来说,人们发明了螺旋桨式飞机,并不断加大螺旋桨的转速和功率以提高飞机的飞行速度和飞行高度.但后来人们发现证实螺旋桨原理本身限制了飞机很难达到音速和超音速,随着飞行高度愈高,空气愈稀薄,螺旋桨的效率愈来愈低,更不可能在宇宙空间中飞行.于是人们采用爆竹升空的简单原理研制出喷气式发动机取代了螺旋桨式飞行器,实现了洲际和太空飞行.由轮船发展成气垫船,也有类似规律.以“坏事变好事”来说,火花放电会把接触器、继电器等电器开关的触点烧毛、损蚀,而利用脉冲电源瞬时、局部的火花放电高温可用作难加工材料的尺寸加工.同样,铝饭盒盛放咸菜日久会腐蚀穿孔,钢铁器皿、小刀等在潮湿的环境下会腐蚀.钢铁在风吹雨淋时遭受锈蚀,海洋船舰的钢铁船体为了防止海水的腐蚀,得消耗巨资进行防锈、防蚀.人们研究清楚钢铁电化学锈蚀的原理后,创造了选择性阳极溶解的电解加工方法.这些都是“坏事变好事”的实例.2.试列举几种采用特种加工工艺之后,对材料的可加工性和结构工艺性产生重大影响的实例.答:这类实例是很多的,例如: ⑴硬质合金历来被认为是可加工性较差的材料,因为普通刀具和砂轮无法对它进行切削磨削加工,只有碳化硅和金刚石砂轮才能对硬质合金进行磨削.可是用电火花成形加工或电火花线切割加工却可轻而易举地加工出各式内外圆、平面、小孔、深孔、窄槽等复杂表面,其生产效率往往高于普通磨削加工的生产率.更有甚者,金刚石和聚晶金刚石是世界上最硬的材料,过去把它作为刀具和拉丝模具等材料只有用金刚石砂轮或磨料“自己磨自己”,磨削时金刚石工具损耗很大,正是硬碰硬两败俱伤,确实是可加工性极差.但特种加工中电火花可成形加工聚晶金刚石刀具,工具,而激光加工则不但“削铁如泥”而且可“削金刚石如泥”.在激光加工面前,金刚石的可加工性和钢铁差不多了.对过去传统概念上的可加工性,的确需要重新评价.(2)对结构工艺性,过去认为方孔,小孔,小深孔,深槽,窄缝以及细长杆,薄壁等低刚度零件的结构工艺性很差,在结构设计时应尽量避免.对E字形的硅钢片硬质合金冲模,由于90*内角很难磨削,因此常采用多块硬质合金拼镶结构的冲模.但采用电火花成形加工或线切割数控加工,则很容易加工成整体硬质合金的E形硅钢片冲模,特种加工可使某些结构工艺性由“差”变“好”.3.常规工艺和特种加工工艺之间有何关系(应该说如何正确处理常规工艺和特种加工之间的差别)

答:一般而言,常规工艺是在切削,磨削,研磨等技术进步中形成和发展起来的行之有效的实用工艺,而且今后也始终是主流工艺.但是随着难加工的新材料,复杂表面和有特殊要求的零件愈来愈多,常规,传统工艺必然会有所不适应.所以可以认为特种加工工艺是常规加工工艺的补充和发展.特种加工工艺可以在特定的条件下取代一部分常规加工工艺,但不可能取代和排斥主流的常规加工工艺.第二章 电火花加工

1.两金属在(1)在真空中火花放电;(2)在空气中;(3)在纯水(蒸馏水或去离子水)中;(4)在线切割乳化液中;(5)在煤油中火花放电时,在宏观和微观过程以及电蚀产物方面有何相同和相异之处

答:(1)两金属在真空中火花放电时,当电压(电位差)超过一定时即产生“击穿”,电子由“-”极逸出飞向“+”极,由于真空中没有物质阻挡电子的运动,所以没有正离子形成,没有发热的放电“通道”的概念,示波器,显象管中电子流的运动与此类似.基本上没有“电蚀产物”生成.(2)两金属在空气中放电的例子是电火花表面强化,涂覆.电焊,等离子切割,等离子焊等,也是在空气中放电,利用电子流在空气中撞击气体原子形成放电通道,在通道中和工件表面产生大量的热能用于强化,涂覆,切割和焊接.(3)在纯水,蒸馏水或去离子水中,两金属间电火花放电与在煤油中类似,只是水分子,原子受电子,正离子撞击发热气化,最后分解为氧原子和氢原子(分子),而不像煤油中会分解出碳原子(碳黑微粒)和氢气等.(4),(5)在乳化液中和煤油中放电过程,详见教材中有关章节,不再另行论述.2.有没有可能或在什么情况下可以用工频交流电源作为电火花加工的脉冲直流电源 在什么情况下可用直流电源作为电火花加工用的脉冲直流电源(提示:轧辊电火花对磨,齿轮电火花跑合时,不考虑电极相对磨损的情况下,可用工频交流电源;在电火花磨削,切割下料等工具,工件间有高速相对运动时,可用直流电源代替脉冲电源,但为什么)如提示所述,在不需要“极性效应”,不需要考虑电极损耗率等的情况下,可以直接用220V的50HZ交流电作为脉冲电源进行轧辊电火花对磨和齿轮电火花跑合等.不过回路中应串接限流电阻,限制放电电流不要过大.如需精规准对磨或跑合,则可在交流工频电源上并联RC电路(R=500-1000,C=0.1-0.01),再接到两个工件上.在用高速转动的金属轮或圆片作电火花磨削,电火花切割,下料时,如果可以不计电极损耗率,则就可以用全波整流或整流后并联电解电容滤波的直流电源进行电火花磨削.由于工具电极高速转动,所以一般不会产生稳定电弧烧伤工件.最好是经调压变压器降压到5-100V再整流供磨削之用,一则可以调节电压或电流,二则和220V交流电源隔离,以保障人身避免触电的危险.3.电火花加工时的自动进给系统和车,钻,磨削时的自动进给系统,在原理上,本质上有何不同 为什么会引起这种不同

答:电火花加工时工具电极和工件间并不接触,火花放电时需通过自动调节系统保持一定的放电间隙,而车,钻,磨削时是接触加工,靠切削力把多余的金属除去,因此进给系统是刚性的,等速的,一般不需要自动调节.4.电火花共轭同步回转加工和电火花磨削在原理上有何不同 工具电极和工件上的瞬间放电之间有无相对移动 加工内螺纹时为什么不会“乱扣” 用铜螺杆做工具电极,在内孔中用平动法加工内螺纹,在原理上和共轭同步回转法有何异同

答:不同之处在于电火花共轭同步回转加工时:(1)工具电极和工件的转动方向相同;(2)转速严格相等(或成倍角,比例关系);(3)工具和工件上瞬时放电点之间有很慢的相对移动.而电火花磨削时工具和工件可以同向或反向转动;工具和工件的转速并不相同,磨削点之间有很大的相对移动.加工内螺纹时,其所以不会“乱扣”,是因为加工中工具电极和工件的转向和转速相等,工具和工件圆周表面上有着“各点对应”的关系,所以能把工具表面的螺纹形状复制到工件表面上去而不会“乱扣”.在内孔中用平动法加工内螺纹,本质上和共轭同步回转法相同,不同之处在于平动法加工时工件不转动而代之以工具电极在平动头中作“公转”行星式运动,其内外圆上“各点对应”的规则仍然存在.5,电火花加工时,什么叫做间隙蚀除特性曲线 粗,中,精加工时,间隙蚀除特性曲线有何不同 脉冲电源的空载电压不一样时(例如80V,100V,300V三种不同的空载电压),间隙曲线有何不同 试定性,半定量地作图分析之.答:间隙蚀除特性曲线是电火花放电间隙蚀除速度和放电间隙大小(间隙平均电压的大小)之间的关系,此关系可以定量地用作图法画成间隙蚀除特性曲线.粗,中,精加工时,由于脉宽,峰值电流等电规准不同,同样大小间隙的蚀除速度也就不一样,总的来说,粗加工时蚀除速度较大,上凹的间隙蚀除特性曲线就高于中,精加工的曲线.当脉冲电源的空载电压不一样时,例如电压较高为300V时,其击穿间隙,平均放电间隙都大于100V或80V的放电间隙,因此横坐标上的A点(电火花击穿间隙)将大于100V或80V时的间隙.间隙特征曲线原点不动,整个曲线稍向右移.同理,80V空载电压的间隙特征曲线的A点将偏向左边.S/ m /V

6,在电火花加工机床上用Ф10mm的纯铜杆加工Ф10mm的铁杆,加工时两杆的中心矩偏距5mm,选用=200 s, i=5.4A,各用正极性和负极性加工10min, 试画出加工后两杆的形状,尺寸,电极侧面间隙大小和表面粗糙度值(提示:利用电火花加工工艺参数曲线图表来测算).答:加工示意图见图2-1a.设先用正极性加工,加工后的图形见图b,负极损耗较大;负极性加工后的图形见图c,正极工具损耗较小.具体数据请自行在图中标明,并与书中工艺曲线图表进行对照比较).图2-1

7,电火花加工一个纪年章浅型腔花模具,设花纹模电极的面积为10mm×20mm=200,花纹的深度为0.8㎜,要求加工出模具的深度为1㎜,表面粗糙度为=0.63 m,分粗,中,精三次加工,试选择每次的加工极性,电规准脉宽,峰值电流,加工余量及加工时间,并列成一表(提示:用电火花加工工艺参数曲线图表来计算).答:可按书中电火花加工工艺曲线图表选择粗,中,精加工的规准.例如: 极 性 脉 宽 脉 间 峰值 电流 加工 余量

加工后表面粗糙度 时 间

粗加工(可不加抬刀)负 600 s 100 s 10A 0.9㎜ 3 m 约30min 中加工(加抬刀)负 100 s 50 s 4A 0.08㎜ 1.25 m 30min 精加工(加 正 20 s 50 s 2A 0.02㎜ 30min 答:不同之处在于电火花共轭同步回转加工时:(1)工具电极和工件的转动方向相同;(2)转速严格相等(或成倍角,比例关系);(3)工具和工件上瞬时放电点之间有很慢的相对移动.而电火花磨削时工具和工件可以同向或反向转动;工具和工件的转速并不相同,磨削点之间有很大的相对移动.加工内螺纹时,其所以不会“乱扣”,是因为加工中工具电极和工件的转向和转速相等,工具和工件圆周表面上有着“各点对应”的关系,所以能把工具表面的螺纹形状复制到工件表面上去而不会“乱扣”.在内孔中用平动法加工内螺纹,本质上和共轭同步回转法相同,不同之处在于平动法加工时工件不转动而代之以工具电极在平动头中作“公转”行星式运动,其内外圆上“各点对应”的规则仍然存在.5,电火花加工时,什么叫做间隙蚀除特性曲线 粗,中,精加工时,间隙蚀除特性曲线有何不同 脉冲电源的空载电压不一样时(例如80V,100V,300V三种不同的空载电压),间隙曲线有何不同 试定性,半定量地作图分析之.答:间隙蚀除特性曲线是电火花放电间隙蚀除速度和放电间隙大小(间隙平均电压的大小)之间的关系,此关系可以定量地用作图法画成间隙蚀除特性曲线.粗,中,精加工时,由于脉宽,峰值电流等电规准不同,同样大小间隙的蚀除速度也就不一样,总的来说,粗加工时蚀除速度较大,上凹的间隙蚀除特性曲线就高于中,精加工的曲线.当脉冲电源的空载电压不一样时,例如电压较高为300V时,其击穿间隙,平均放电间隙都大于100V或80V的放电间隙,因此横坐标上的A点(电火花击穿间隙)将大于100V或80V时的间隙.间隙特征曲线原点不动,整个曲线稍向右移.同理,80V空载电压的间隙特征曲线的A点将偏向左边.S/ m /V 6,在电火花加工机床上用Ф10mm的纯铜杆加工Ф10mm的铁杆,加工时两杆的中心矩偏距5mm,选用=200 s, i=5.4A,各用正极性和负极性加工10min, 试画出加工后两杆的形状,尺寸,电极侧面间隙大小和表面粗糙度值(提示:利用电火花加工工艺参数曲线图表来测算).答:加工示意图见图2-1a.设先用正极性加工,加工后的图形见图b,负极损耗较大;负极性加工后的图形见图c,正极工具损耗较小.具体数据请自行在图中标明,并与书中工艺曲线图表进行对照比较).图2-1

7,电火花加工一个纪年章浅型腔花模具,设花纹模电极的面积为10mm×20mm=200,花纹的深度为0.8㎜,要求加工出模具的深度为1㎜,表面粗糙度为=0.63 m,分粗,中,精三次加工,试选择每次的加工极性,电规准脉宽,峰值电流,加工余量及加工时间,并列成一表(提示:用电火花加工工艺参数曲线图表来计算).答:可按书中电火花加工工艺曲线图表选择粗,中,精加工的规准.例如: 极 性 脉 宽 脉 间 峰值 电流 加工 余量

加工后表面粗糙度 时 间

粗加工(可不加抬刀)负 600 s 100 s 10A 0.9㎜ 3 m 约30min 中加工(加抬刀)负 100 s 50 s 4A 0.08㎜ 1.25 m 30min 精加工(加 正 20 s 50 s 2A 0.02㎜ 30min

第三章 电火花线切割加工

1.电火花线切割时,粗,种,精加工时生产率的大小和脉冲电源的功率,输出电流的大小有关.用什么方法衡量,判断脉冲电源加工性能的好坏(绝对性能和相对性能)

答:可用单位电流(每安培电流)的生产率来衡量,即可客观地判断脉冲电源加工性能的 好坏.例如某脉冲电源峰值电流25A时的切割速度为100mm2/min,另一电源峰值电流27A时切割速度为106mm2/min,则前者的相对生产率为100/25=4mm2/min,优于后者106/27=3.9mm2/min.又如某线切割脉冲电源3A s时切割速度为100mm2/min,另一电源3,5A时为124mm2/min,则前者相对切割速度为33.3mm2/min,后者35.5mm2/min.2.电火花加工和线切割加工时,如何计算脉冲电源的电能的利用率 试估计一般线切割方波脉冲电源的电能利用率

答:设脉冲电源的空载电压为100V ,加工时火花放电间隙的维持电压为25V则消耗在晶体管限流电阻上的电压为 100-25=75V,由此可以算出电能利用率: 有用能量:输入能量=25:100=1:4=25% 能量的消耗率为: 损耗能量:输入能量=75:100=3:4=75% 可见75%的能量损耗在限流电阻的发热上.4.一般线切割加工机床的进给调解特性曲线和电火花加工机床的进给特性曲线有何不同 与有短路回退功能的线切割加工机床的进给调解特性曲线又有什么不同

答:一般线切割机床的进给的进给系统,往往没有短路回退功能,或短路后经一定时间例如30s后仍不能自动消除短路状态,则回退256步(相当于0.256 mm),如仍不能消除短路,则自动停止进给或同时报警,这与电火花成型加工机床遇短路即退回不一样.上述无短路回退功能的线切割机床的进给特性曲线就不会有横坐标左下部分的曲线,亦即工具电极(钼丝)的进给速度 vd没有负值.即使有短路回退功能的线切割机床,短路后的回退速度是固定的(不象电火花成型加工机床那样短路后将以较高的速度vd0回退),所以进给调节特性曲线的左下部为窄小矩形,即放电间隙较小时,进给速度vd《0,一旦完全短路后,钼丝才低速(恒速)回退.6.今拟用数控线切割加工有8个齿的爪牙离合器,试画出其工艺示意图并编制出相应的线切割3B相应程序.答:由于爪牙离合器工件是圆筒形的,端面上需切割出8个爪牙方齿,故切割时必须有一个数控回转工作台附件.办法为先在圆套筒上钻一个∮1~2mm的穿丝孔,装夹好工件后,调整到穿丝孔为最高点时穿丝,回转台转动切除爪牙的端面,见示意图.(俯视图)切割的程序(一次切出凹,凸两个爪牙离合器)为: BBBJ=穿丝孔距离GXL3(x向移动)BBBJ=1/2齿宽GYL4(y向转动)BBBJ=齿深GXL3(x向移动)BBBJ=齿宽GYL4(y向转动)BBBJ=齿深GXL1(x向移动)BBBJ=齿宽GYL4(y向转动)……

第四章

电化学加工

1．从原理和机理上来分析，电化学加工有无可能发展成为“纳米级加工”或“原子级加工”技术？原则上要采用哪些措施才能实现？

答：由于电化学加工从机理上看，是通过电极表面逐层地原子或分子的电子交换，使之在电解液中“阳极溶解”而被去除来实现加工的，可以控制微量、极薄层“切削”去除。因此，电化学加工有可能发展成为纳米级加工或原子级的精密、微细加工。但是真的要实现它，从技术上讲还有相当难度。主要是由于电化学加工的实质是实现选择性阳极溶解或选择性阴极沉积，只要能把这种溶解或沉积的大小、方向控制到原子级上就可以了。但是由于它们的影响因素太多，如温度、成分、浓度、材料性能、电流、电压等，故综合控制起来还很不容易。

2．为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉积是还原过程？

答：从电化学过程来说，凡是反应过程中原子失去电子成为正离子（溶入溶液）的，称为氧化，反之，溶液中的正离子得到电子成为中性原子（沉积在阴极上）的称为还原，即由正离子状态还原成为原来的中性原子状态。例如在精炼电解铜的时候，在电源正极上纯度不高的铜板上的铜原子在电场的作用下，失去两个电子成为Cu 2+正离子氧化而溶解入CuCl2溶液，而溶液中的Cu 2+正离子在阴极上，得到两个电子还原成为原子而沉积在阴极上。

3．原电池、微电池、干电池、蓄电池中的正极和负极，与电解加工中的阳极和阴极有何区别？两者的电流（或电子流）方向有何区别？

答：原电池、微电池、干电池和蓄电池中的正极，一般都是较不活泼的金属或导电体，而其负极，则为较活泼的金属。例如干电池，正极为不活泼的石墨（碳）棒，负极为活泼金属锌，蓄电池的正极是不活泼的铅。金属与导电液体形成的微电池中的正极往往是不活泼的碳原子或杂质。两种活泼程度不同的金属（导电体）在导电溶液中发生电化学反应能产生电位差，电位较正的称为“正极”，流出电流（流入电子流），电位较低的流入电流（流出电子流）。电解加工时人为地外部加以电源，接电源正极称阳极，接电源负极的称阴极，阳极表面流出电流（流入电子流），阴极表面流入电流（流出电子流），两者的方向仍一致，见图4-1。

4．举例说明电极电位理论在电解加工中有什么具体应用？ 答：电极电位理论在研究、分析电解加工中有很重要的作用，具体应用在：

1）分析电极上电化学反应的产物

在电解加工时，在阴阳两极都有电化学反应，可能参与反应的有电极金属材料、电解液中的有效成分以及水的电离产物H +、OH。但真正能在电极上完成电化学反应的是什么？则需要应用电极电位理论加以分析判断。即：在阳极上，只有电极电位最“－”的离子才能参与反应。

2）估计某种金属材料电解加工的质量和可加工性

每一种金属材料都是由不同元素所组成（真正由单一元素组成的材料极少），而在电解加工时，人们希望阳极金属的电解过程是均匀的。只有这样，加工表面的粗糙度值才会比较好，加工过程才能平稳。如果阳极金属材料的组成元素其电极电位相差很大，则在电解加工中会由于一些元素的电极电位较“＋”，而不能及时溶解，使加工表面形成一些凸出点，造成加工表面粗糙度值增大。更为严重的是这种凸出的质点会造成加工过程的短路、烧损电极，甚至使加工无法进行。例如铸铁和高碳钢中有C及Fe 3C存在，它们的电极电位高达+0.37V，而Fe/Fe 2+的电极电位仅为－0.59V，因 此C及Fe 3C在电解加工中几乎无法被阳极溶解而最终形成凸出质点，从而造成铸铁、高碳钢甚至渗碳钢的电解加工可加工性很差。

5．阳极钝化现象在电解加工中是优点还是缺点？举例说明。

答：电极钝化现象的存在，使电解加工中阳极溶解速度下降甚至停顿。从生产率的角度出发人们不希望选用能产生钝化现象的钝化型电解液。

但是，当采用 NaCl 等非钝化型电解液工作时，虽然生产率很高，但因为杂散腐蚀严重，成形精度较差，严重影响了电解加工的应用。而当采用钝化型电解液加工时，尽管电极工具的非工作面没有绝缘，但当加工间隙达到一定尺寸后，对应的工件表面就会产生钝化膜，可以避免产生杂散腐蚀，提高加工精度，促进电解加工的推广应用。

电解磨削、电解研磨等加工方法也是利用了阳极钝化现象的存在而开发出来的。它们利用了钝化膜对金属表面的保护作用，采用机械去除钝化膜的方法，使金属微观表面凸点的钝化膜被刮除，并迅速电解，而低凹处的钝化膜起保护作用，使局部不被电解，最终使金属表面的整平作用加快，可实现精加工。

6．在厚度为 64mm的低碳钢钢板上用电解加工方法加工通孔，已知阴极直径24mm，端面平衡间隙∆ b＝0.2mm。求：（1）当阴极侧面不绝缘时，加工出的通孔在钢板上表面及下表面其孔径各是多少？（2）当阴极工具侧面绝缘，且阴极侧面工作圈高度 b=1mm 时，所加工出的孔径是多少？

7．电解加工（如套料、成形加工等）的自动进给系统和电火花加工的自动进给系统有何异同？为什么会形成这些不同？

答：一般电解加工自动进给系统主要是控制均匀等速的进给速度，它的大小是事先设定的。进给速度的大小与端面平衡间隙有直接关系（双曲线关系），而端面平衡间隙又直接影响到阴极形状（成形加工时）。在正常电解加工时，主要依照电流的大小来进行控制，但在电极开始进入或即将退出工件时，由于加工面积的变化，则不能按照电流的大小进行控制。电火花加工的自动进给控制系统的目的是保证某一设定加工间隙（放电状态）的稳定，它是按照电极间隙蚀除特性曲线和调节特性曲线来工作的，它的进给速度不是均匀等速的。之所以形成这种不同的进给特性，主要是电解加工中存在平衡间隙，进给速度大，平衡间隙变小。在进给方向、端面上不易短路；而电火花加工中不存在平衡间隙，进给速度稍大于蚀除速度，极易引起短路，所以必须调节进给速度以保证放电间隙。

8．电解加工时，何谓电流效率？它与电能利用率有何不同？如果用 12V 的直流电源(如汽车蓄电池)作电解加工，电路中串联一个滑杆电阻来调节电解加工时的电压和电流(例如调到两极间隙电压为

8V)，问：这样是否会降低电解加工时的电流效率？为什么？

答：电解加工时的电流效率是指按照法拉第电解定律所计算出的理论金属蚀除量与实际金属蚀除量之比。由于在电解加工阳极溶解的同时，还会出现如析氧等副反应，因此电解加工时电流效率一般小于 1。

电能利用率是指电源输入的总能量在电解加工中用了多少，在其它方面（如线路损耗）又用了多少。如题所示，利用滑杆电阻可以调节电解加工时的输入电流、电压，而滑杆电阻本身产生的热损耗与电解加工无关。滑杆电阻的热损耗愈大，电能利用率愈低。而经过滑杆电阻调节电压、电流之后进行电解加工时，它的电流效率并没有变化，仍然是按照法拉第电解定律计算，与其它因素无关。

9．电解加工时的电极间隙蚀除特性与电火花加工时的电极间隙蚀除特性有

何不同？为什么？

答：电解加工时，电极间隙蚀除特性曲线是一条双曲线，即 a ∆ = C（常数）如图 4-3a 所示；而电火花加工的蚀除特性曲线则是一条蚀除速度在起点和终点都为零的上凸二次曲线，如图 4-3b 所示。

电解加工时，只要电极不发生短路，电极间隙愈小，阳极工件的蚀除速度就愈高，生产率就愈高；反之，当电极间隙变大时，蚀除速度将下降。

电火花加工时，当放电间隙为零时，蚀除速度也为零。其实，当放电间隙很小时，排屑困难，短路率增加，蚀除速度将大大下降，甚至无法正常加工；而当放电间隙过大时，间隙无法击穿，蚀除速度也为零（相当于非线性电解液中电解加工时有一“切断间隙”）。

10．如何用电极间隙的理论进行电解加工阴极工具的设计？

答：电解加工时的蚀除速度应遵循双曲线规律，即 a ∆ = C。对平板电极而言，当电极进给速度与阳极蚀除速度相等时，电极间隙相对平衡不变，称为端面平衡间隙。对于曲面电极各法线方向的平衡间隙等于：

第五章 激光打印

1.激光为什么比普通光有更大的加工瞬时能量和功率密度 为什么称它为“激”光

答:因为激光器可在较长时间吸收,积聚某一波长光的能量,然后在很短的时间内放出,并且通过光学透镜将大面积光通道上的激光束聚焦在很小的焦点上,经过时间上和空间上的两次能量集中,所以能达到很大的瞬时能量和功率密度.其所以称之为“激光”,是因为激光器中的工作物质吸收某一波长的光能,达到粒子数反转之后,再受到这一波长的光照后,就会瞬时受激,产生跃迁,并发出与此波长相同的激光.2.试述激光加工的能量转换过程,即如何从电能具体转换为光能又转化为热能来蚀除材料的答:固体激光器一般都用亮度很高的氙灯将电能转变为光能,使激光器内的工作物质如红宝石中的铬离子,钕玻璃或钕钇铝石榴石(YAG)中的钕离子吸收光能,达到粒子数反转状态,经触发而产生功率密度很大的强激光,照射到工件上的光能转换为热能,使材料气化而蚀除材料.3.固体,气体等不同激光器的能量转换过程是否相同 如不相同,则具体有何不同

答:并不完全相同.固体激光器有由电能点燃氙灯等强光源(光泵),将电能转换为能使激光器吸收的一般光,到一定程度后发出激光.而气体激光器则直接由电激励激光物质,例如二氧化碳分子,使之连续产生激光.4.不同波长的红外线,红光,绿光,紫光,紫外线光能转换为热能的效率有何不同

答:不同波长,频率的光所含的能量E=hv,其中v为光的频率,h为普朗克常数.可见光所含的能量和其频率成正比.但照射到物体上后光能转换成热能的大小,即光能转换的频率,却随波长(频率)和物体对该光波的吸收率不同而不同.例如红光或红外线照射到人体皮肤上,人们感觉到远比绿光,紫光更温暖,因为皮肤吸收红光的效率远比其他广博为高.同样激光打孔,切割时,影响光能转换为热能效率的因素,除材料对该光波的吸收率外,还有反射率也起很大作用,因此很难加工反射率很高的光洁镜面.5.从激光产生的原理来思考,分析,它以后如何被逐步应用于精密测量,加工,表面热处理,甚至激光信息存储,激光通信,激光计算机等技术领域的 这些应用的共同技术基础是什么 可以从中获得哪些启迪

答:激光之所以能广泛应用于上述高,新技术中,主要是基于它的一系列固有的特点,例如单色性,相干性,方向性极好,瞬时功率,能量密度极大等技术基础.以激光通信为例,由于光的频率高,波长短,发射角小,故具有下列优点:(1)信息容量大,传送路数多.因为信息容量和信息道的带宽成正比.带宽愈宽容量愈大.光波的频率极高,约可容纳100亿个通话线路;若每个电视台占用10MHZ带宽,则可同时播送1000万套电视节目而互不干扰.这是过去任何一种通信系统所不能达到的巨大通信容量.(2)通信距离远,保密性能好.由天线发射的波束,其发散角和λ∕D成正比(λ为波长,D为天线直径).所以波长愈短,天线愈大,发射就愈小.例如,对于波长为1 m的光波,若用直径20cm的透镜(就是激光的发射天线),那么发射角就只是1.1,而对于微波来说,即使使用庞大的天线,发射角仍有几度.由于激光束发射角很小,能量集中在狭小的范围内,以此可以把信息传送到很远的距离.这对空间通信,宇宙通信有重要的意义.激光束不仅发射角小,而且可以采用不可见光,因此敌人不易从中截获,保密性能好.(3)结构轻便,设备经济.由于激光的发散角小,方向性好,光通信所需的发射天线和接收天线都可以做得很小.一般天线直径为几十厘米,重量不过几公斤.而功能类似的微波天线,重量以十吨,百吨计.激光电视与普通电视相比,后者存在着屏幕小,亮度低,设备庞大等缺点.而激光电视则:(1)摄像时无需外部照明,免除了庞大的照明设备,因而轻便,激动,还可以拍摄完全处于黑暗中的景物.以其狭窄的光束迅速扫描,即使在黑暗中也难于觉察.若采用不可见的紫外光或红外光,则肉眼根本无法发现,保密性极高.(2)激光摄像无需成像光学系统.物体不管多远,都在焦点上.其有效范围仅受短距离的视觉和长距离的信号功率的限制.至于显示过程,在普通电视中,传递的电视图象显示在显象管的荧光屏上.而在激光电视中,图象可以通过显示器在普通的电影屏幕上.由于激光具有很高的亮度,所以激光电视图象的亮度很高,可以在白天普通的房子里观看,不需要暗室设备.(3)激光显示不需要在真空条件下工作,显示图象的屏幕单独摆在大气空间,这样电视图象就可以放得很大.根据现有水平,图象面积可达3×4m 甚至更大.看电视和看电影一样.这是激光电视的一个重要特色.由于激光束很平行,激光显示的清晰度可以做得比较高.由于激光的颜色很纯,因而所显示图象色彩鲜艳.以上给人的启迪是:任何一种物理化学现象,只要有它一定的与众不同的特点,就有可能发展成为一种有用的新技术,所谓天生其物,比有其用.第六章 电子束和离子束加工

1.电子束加工和离子束加工在原理上和在应用范围上有何异同

答:二者在原理上的相同点是基于带电粒子于真空中在电磁场的加速,控制作用下,对工件进行撞击而进行加工.其不同处在于电子束加工加速转换成电能,在撞击工件时动能转换成热能使金属熔化,气化而被蚀除.而离子束加工是电能使质量较大的正离子加速后,打到工件表面,是靠机械撞击能量使工件表面的原子层变形,破坏或切除分离,并不发热.在工艺上:有离子刻蚀,渐射沉积,离子镀,离子注入(表面改性)等多种形式,而不象电子束加工,有打孔,切割,焊接,热处理等形式.2.电子束加工,离子束加工和激光加工相比各自的使用范围如何,三者各有什么优缺点

答:三者都适用于精密,微细加工,但电子束,离子束需在真空中进行,因此加工表面不会被氧化,污染,特别适合于“清洁”,“洁净”加工.离子束主要用于精微“表面工程”,激光因可在空气中加工,不受空间结构的限制,故也适用于大型工件的切割,热处理等工艺.3.子束,离子束,激光束三者相比,哪种束流和相应的加工工艺能聚焦得更细 最细的焦点直径大约是多少

答:激光聚焦后焦点的直径取决于光的波长.波长为0.69 m的红色激光,聚焦的光斑直径很难小于1 m,因为聚焦透镜有像差等误差.二氧化碳气体激光器发光1.06 m的红外激光,其焦点光斑直径更大.波长较短的绿色激光和准分子激光器可获得较小的焦点,常用于精密,微细加工.电子束最佳时可获得0.25 m的聚焦直径.可用于制作大规模集成电路的光刻.如果用波长很短的X光射线(波长为10-9-10-10,即1-0.1nm),可得到0.1 m左右的聚焦直径.4.电子束加工装置和示波器,电视机的原理有何异同之处

答:它们都有一个电子枪用来发射电子,使电子奔向高电压的正极,而后再用线圈(电磁透镜)进行聚焦,用电场进行偏转,控制扫描出图形来.只不过电子束加工装置的功率较大,而示波器,电视机的功率较小而已.彩色电视机因有红,蓝,黄三种基本色,故需有三个电子枪,结构和控制更为复杂.第七章 超声加工

超声加工时的进给系统有何特点

答:超声加工时的进给系统是靠重锤通过杠杆使工具轻轻压在工件上,靠轻微的压力使工具端面和磨粒与工件表面接触,工件表面去掉多少,进给多少,是悬浮式的柔性进给系统,而不是刚性的进给系统实现的,它与机械加工和电火花加工的进给系统不一样.2.一共振频率为25KHZ的磁致伸缩型超声清洗器,底面中心点的最大振幅为0.01mm,试计算该点最大速度和最大加速度.它是重力加速度g的多少倍 如果是共振频率为50KHZ的压电陶瓷型超声清洗器,底面中心点的最大振幅为0.005mm,则最大速度和加速度又是多少

答:按教材中超声振动时的最大速度Vmax和最大加速度amax计算公式 Vmax=wA=2πfA=2π×25000×0.01=1570.8mm/s=1.57m/s, amax=w A=4π ×25000 ×0.01=246.74×106mm/s =246740m/s , 是地心加速度g=9.8m/s 的25000倍.如果共振频率增加为一倍f=50KHZ,振幅减小成一半A=0.005mm,则 Vmax=1.57×2/2=1.57mm/s, amax=246740×4/2=493480m/s , 是地心加速度g的5000倍.3.试判断超声加工时:(1)工具整体在作超声振动;(2)只有工具端面在作超声振动;(3)工具各个横截面都在作超声振动,单个截面同一时间的振幅并不一样;(4)工具各个横截面依次都在作“原地踏步”式的振动.以上各点,哪种说法最确切 有无更确切的说法

答:以上说法中,(3)比较确切,超声波在工具(变幅杆)内传递时,各个横截面都在作超声振动,单个截面在同一时间的振幅不一样,有的截面始终为零(如固定超声系统的驻波点),有的有时振幅最大,如工具端面的加工点.最确切的说法是,应按教材中的超声波在固体中的传播过程,各质点都在传播方向上振动,但传到端面后波在反射,两者的合成运动才是各质点的实际运动.4.超声波为什么能“强化”工艺过程,试举出几种超声波在工业,农业或其他行业中的应用.答:超声波因具有较大的瞬时速度,尤其是瞬时加速度,故可用作强化工艺过程.如工业中的粉碎(使物质颗粒细化),乳化.在农业上可用强超声处理种子优化品种,在医学上可用强超声波击碎人体内的肾结石,胆结石等等.第八章 快速成型加工

1.快速成型的工艺原理与常规加工工艺有何不同 具有什么优点

答:快速成型在工艺原理上是“增材法”,与切削加工,电火花蚀除,电化学阳极溶解等“减材法”不同.其特点是整个工艺过程建立在激光(断层)扫描,数控技术,计算机CAD技术,高分子材料等高科技基础之上,因此工艺先进,柔性好,生产周期短.2.试对常用的快速成型工艺作一优缺点比较.答:下表是4种快速成形工艺的综合比较.几种最常用的快速成形工艺优缺点比较 有关指标 工 艺 精 度 表面 质量 材料 价格 材料 利用率 运行成本 生产 效率 设备费用 市场占有率 % 液相固化SL法 好 优 较贵

接近100% 较高 高 较贵 70 粉末烧结SLS法 一般 一般 较贵

接近100% 较高 一般 较贵 10 纸片叠层LOM法 一般 较差 较便宜 较差 较低 高 较便宜 7 熔丝堆积FDM法 较差 较差 较贵 接近一般 较低 较便宜 6 第九章 其它特种加工

试列表归纳,比较本章中各种特种加工方法的优缺点和适用范围.答: 优点 缺点 适用范围 化学铣削加工

可大面积多工件同时加工 不易加工深孔,型孔

航空航天零件减薄,去毛刺 光化学腐蚀加工

可刻蚀精度的文字图案 刻蚀深度有限

用于相片制版,刻蚀精细的网孔图案 等离子体加工

可高速切割难加工材料 切割精度较差,割缝较宽 切割,下料各种难加工金属 挤压研磨

可去除内(外)表面的毛刺和改善表面质量 只是表面加工,不能改变尺寸 表面光整加工 水射流切割

可对任何材料切割下料,加工速度高,无毛刺,无残余应力 切缝较宽,尺寸精度较差

适用于石材,钢筋,水泥板等切削 磁性磨料研磨 可无应力表面光整加工 去除量小,生产率较低 精密零件的表面光整加工

2.如何能提高化学刻蚀加工和光化学腐蚀加工的精密度(分辨率)答:在腐蚀液中加入保护剂等添加剂,以减小“钻蚀”,详见教材有关章节.3.从水滴穿石到水射流切割工艺的实用化,在思想上有何启迪 要具体逐步解决什么技术关键问题

答:滴水穿石因能量密度较小,所以只能靠长年累月时间才能穿石.要提高穿石的速度,水射流切割技术中应使超高的水由小孔中喷出,尤其是水中混有细小磨料颗粒高速撞击工件表面,更能提高单位面积上的能量密度和切割速度.当然喷嘴的材料小孔的加工也是关键问题.4.人们日常工作和日常生活中,有哪些物品,商品(包括工艺美术品等),是由本书所述的特种加工方法制造的