《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理（第5版）》 習(xí)題及答案 第2章 課后習(xí)題答案

第二章復(fù)習(xí)思考題1.敘述四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程。答：四行程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程包括從排氣門開啟直到進(jìn)氣門關(guān)閉的整個(gè)時(shí)期，約占410°～480°曲軸轉(zhuǎn)角。一般將換氣過(guò)程分作自由排氣、強(qiáng)制排氣、進(jìn)氣和氣門疊開四個(gè)階段。2.為何進(jìn)、排氣門要提前打開和遲閉，對(duì)換氣過(guò)程有何影響？答：進(jìn)氣門遲后關(guān)閉是為了充分利用高速氣流的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)在下止點(diǎn)后繼續(xù)充氣，增加進(jìn)氣量。排氣門提前開啟是由于配氣機(jī)構(gòu)慣性力的限制，若是活塞在下至點(diǎn)時(shí)才打開排氣門，則在氣門開啟的初期，開度極小，廢氣不能通暢流出，缸內(nèi)壓力來(lái)不及下降，在活塞向上回行時(shí)形成較大的反壓力，增加排氣行程所消耗的功。3.什么是氣門疊開現(xiàn)象？氣門疊開角的大小對(duì)換氣過(guò)程有何影響？答：由于排氣門的遲后關(guān)閉和進(jìn)氣門的提前開啟，存在進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象，稱為氣門疊開，此時(shí)，進(jìn)氣管、氣缸、排氣管互相連通，可以利用氣流的壓差、慣性或進(jìn)、排氣管壓力波，清除殘余廢氣，增加進(jìn)氣量，降低高溫零件的溫度，但注意不應(yīng)產(chǎn)生廢氣倒流現(xiàn)象。在增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，因其進(jìn)氣壓力高，可以有較大的氣門疊開角。在非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，疊開角一般為20°～80°曲軸轉(zhuǎn)角，增壓柴油機(jī)可達(dá)80°～160°曲軸轉(zhuǎn)角。4.什么是充氣效率？提高充氣效率的措施有哪些？答：充氣效率（亦稱充量系數(shù)）是實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)量與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮工質(zhì)量的比值。提高措施：1）降低進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力損失，提高氣缸內(nèi)進(jìn)氣終了壓力；2）降低排氣系統(tǒng)的阻力損失，以減小缸內(nèi)殘余廢氣系數(shù)；3）減少高溫零件在進(jìn)氣系統(tǒng)中對(duì)新鮮充量的加熱，降低進(jìn)氣終了溫度；4）合理選擇配氣相位；5）充分利用進(jìn)氣管內(nèi)的動(dòng)力效應(yīng)。5.充氣效率的高低反映了發(fā)動(dòng)機(jī)哪些方面性能的好壞？并解釋為什么。答：充氣效率值高，代表每循環(huán)進(jìn)入一定氣缸容積的新鮮工質(zhì)量多，則發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩可增加，動(dòng)力性能好。6.如何利用進(jìn)氣管的動(dòng)態(tài)效應(yīng)有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)的充量系數(shù)？答：發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程中，進(jìn)氣氣流在一定長(zhǎng)度的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，具有相當(dāng)?shù)膽T性和可壓縮性，且進(jìn)氣過(guò)程是間斷性和周期性進(jìn)行的，根據(jù)流體力學(xué)的規(guī)律，氣流在進(jìn)氣管內(nèi)勢(shì)必會(huì)引起一定的動(dòng)力現(xiàn)象，這種動(dòng)力現(xiàn)象稱為進(jìn)氣管的動(dòng)態(tài)效應(yīng)。動(dòng)態(tài)效應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量有較大影響，利用進(jìn)氣管的動(dòng)態(tài)效應(yīng)，可以有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)充量系數(shù)和改善轉(zhuǎn)矩特性。7.簡(jiǎn)述可變氣門相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣性能的影響。答：四行程發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)氣門定時(shí)的要求是：進(jìn)氣遲閉角與排氣提前角應(yīng)隨轉(zhuǎn)速的提高而加大，即低轉(zhuǎn)速時(shí)，進(jìn)、排氣門應(yīng)接近下止點(diǎn)關(guān)閉和打開；高轉(zhuǎn)速時(shí)，進(jìn)、排氣門應(yīng)遠(yuǎn)離下止點(diǎn)關(guān)閉和打開。怠速時(shí)，氣門疊開角要小，隨著轉(zhuǎn)速上升，氣門疊開角應(yīng)加大?？勺儦忾T相位可以滿足高、低速對(duì)配氣定時(shí)的不同要求，保證高、低速良好的性能，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜。8.什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指標(biāo)？主要有哪些？答：以曲軸輸出功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)稱為有效性能指標(biāo)。主要有：1）發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性指標(biāo)，包括有效功和有效功率、有效轉(zhuǎn)矩、平均有效壓力、轉(zhuǎn)速和活塞平均速度；2）發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，包括有效熱效率、有效燃油消耗率；3）發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)，包括升功率、比質(zhì)量、強(qiáng)化系數(shù)。9.平均有效壓力和升功率都是評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的指標(biāo)，它們有何區(qū)別？答：平均有效壓力是一個(gè)假想不變的壓力，其作用在活塞頂上使活塞移動(dòng)一個(gè)行程所做的功等于每循環(huán)所做的有效功，升功率是在標(biāo)定的工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率。區(qū)別：前者只反應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩的大小，后者是從發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率的角度對(duì)其氣缸容積的利用率作出的總評(píng)價(jià)，它與Pme和n的乘積成正比。10.功率相同時(shí)，汽油機(jī)與柴油機(jī)相比，尺寸和重量哪個(gè)大，為什么？答：柴油機(jī)重，雖然汽油機(jī)相比柴油機(jī)零件多，但汽油機(jī)的零件大多設(shè)計(jì)的小巧而且材料都比較輕。汽油機(jī)是靠火花塞點(diǎn)火的，柴油機(jī)是壓縮點(diǎn)火，那么他就要借助外力，也就是要靠一個(gè)質(zhì)量比較重的飛輪，這樣它能借助飛輪的慣性來(lái)完成，吸氣，壓縮，排氣這三個(gè)沖程。汽油機(jī)是靠火花塞點(diǎn)火的，那么他也就不需要靠一個(gè)大質(zhì)量的飛輪來(lái)維持慣性。11.四沖程內(nèi)燃機(jī)與二沖程內(nèi)燃機(jī)相比，換氣過(guò)程存在哪些差異？答：二行程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程與四行程相比可以看出，四行程的進(jìn)、排氣過(guò)程是分開的，總共經(jīng)歷410°～480°曲軸轉(zhuǎn)角；而二行程的換氣過(guò)程僅相當(dāng)130°～150°曲軸轉(zhuǎn)角