现代汽车发动机原理习题参考标准答案

第二章习题 参考答案

一、名词解释

1.气门叠开：由于排气门的延迟关闭和进气门的提前开启，在排气行程上止点附近，存

在进、排气门同时开启的现象，称为气门叠开。

2.燃烧室扫气：气门叠开期间，只要合理控制气流方向，废气的惯性排出会对新鲜空气

或混合气有抽吸作用，新鲜空气或混合又驱赶废气并冷却燃烧室，这一过程称为燃烧室扫气。

3.换气损失：换气损失等于排气损失和进气损失之和。如图中面积（w+y+d+x）。

4.泵气损失：泵气损失是换气损失的一部分，即图中面积（x+y）。

5.充量：充量即充气量，它表示进入发动机气缸内新鲜气体的质量，常用每循环充量和

单

位时间充量来表示。

6.充量系数：是评价发动机换气过程完善程度的指标。是每循环进入气缸的实际充量?m

与在进气状态下充满气缸工作容积的理论充量?ms之比。

7.残余废气系数：残余废气系数是指每循环气缸内的残留废气质量与新鲜气体质量之比。 8.进气惯性效应：利用进气管内高速流动的气体惯性增加充气量的效应，称为惯性效应。 9.进气波动效应：进气过程中进气管内压力波动称为进气波动效应，对充量系数?c有一定

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影响。

二、填空题

1. 缸内废气 新鲜空气 混合气 2. 充分 彻底 小

3. 自由排气 强制排气 进气 燃烧室扫气 4. 自由排气 5. 压力 气体状态 6. 排气 进气

7. 自由排气 强制排气 8. 增加 减少

9. 压缩比 进气状态 大气状态 进气终了状态 残余废气系数 配气相位 进气终了压力 10．大 11．越大 12．提高 三、思考题

1．四冲程发动机的换气过程包括哪几个阶段？这几个阶段是如何划分的？ 答题要点

根据气体流动的特点，换气过程可分为自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气等4个阶段。

从排气门开始开启，到气缸内压力降到接近排气管内压力，这个时期称为自由排气阶段。

从自由排气阶段结束，活塞上行强制排出缸内废气的阶段，称为强制排气阶段。 进气过程是指从进气门开始开启到进气门完全关闭的这段时间。

由于排气门的延迟关闭和进气门的提前开启，在排气行程上止点附近，存在进、排气门同时开启的现象，称为气门叠开。此期间进气管、气缸、排气管连通起来，可以利用气流压差和惯性，清除缸内残余废气，增加进气量。气门叠开期间，只要合理控制气流方向，废气的惯性排出会对新鲜空气或混合气有抽吸作用，新鲜空气或混合又驱赶废气并冷却燃烧室，这一过程称为燃烧室扫气。

2．什么是换气损失？什么是泵气损失？ 答题要点

换气损失可定义为理论循环换气功和实际循环换气功之差。发动机换气损失由排气损失和进气损失两部分组成。泵气损失是换气损失的一部分，即图2.4中面积（x+y）。

3．评价发动机换气过程的常用指标有哪几个？ 答题要点

评价发动机换气过程的常用的评价指标是：充量、充量系数和残余废气系数。

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4．充量系数是如何定义的？分析影响充量系数的主要因素。 答题要点

⑴ 每循环进入气缸的实际充量?m与在进气状态下充满气缸工作容积的理论充量

?ms之比，即：

?c??m?ms

⑵ 影响充量系数的因素有压缩比ε、进气状态（Ps，Ts）或大气状态（P0,T0）、进气终了状态（Pa,Ta）、残余废气系数和配气相位等。其中，影响最大的是进气终了压力。 ①进气终了压力Pa

进气终了压力pa增大，充量系数?c提高。这是因为，在气缸容积、进气终了温度和残余废气量一定时，进气终了压力越大，缸内气体密度越大，意味着实际充气量就越多。②进气终了温度

随着进气终了温度Ta升高，充量系数?c下降。这是因为，在气缸容积、进气终了压力和残余废气量一定时，进气终了温度越高，缸内气体密度越小，意味着实际充气量就越少。实际发动机的进气终了温度总是高于大气温度。新鲜气体进入气缸后，接触高温机件并与残余废气混合被加热。 ③残余废气系数?r

排气终了压力pr增大，残余废气密度增加，残余废气系数?r上升，使充量系数?c下降。

④进气（或大气）状态

Ts（或T0）升高，ps（或p0）下降，均使进气密度?s（或?0）减小，因此，

进气量减少,使充量系数?c下降。 ⑤压缩比?

随着压缩比?的增大，压缩终了容积相对减小，使气缸内残余废气量相对减少，充量系数?c有所提高。 ⑥配气相位

配气相位直接影响进、排气是否充分，即影响实际进气量和残余废气量，从而影响充量系数。配气相位中，进气迟闭角对充量系数的影响最大，其次是排气迟闭角。

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5．可采取什么措施来提高充量系数？ 答题要点

提高发动机充量系数的措施可以归纳为以下几点：

1）降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了压力pa； 2）降低排气系统的阻力损失，以减小缸内残余废气系数?r；

3）减少高温零件在进气系统中对新鲜充量的加热，降低进气终了温度Ta； 4）合理选择配气相位；

5）充分利用进气管内的动力效应。

6．什么是进气管动态效应？怎样利用它提高充量系数？ 答题要点

发动机换气过程中，进气气流在一定长度的管道内流动时，具有相当的惯性和可压缩性，且进气过程是间断性和周期性进行的，根据流体力学的规律，气流在进气管内势必会引起一定的动力现象，这种动力现象称为进气管的动态效应。动态效应对发动机进气量有较大影响，利用进气管的动态效应，可以有效地提高发动机充量系数?c和改善转矩特性。

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