题目
什么是发动机的换气过程?合理组织换气过程的目的是什么?为什么说发动机的充量系数是研究换气过程的核心问题?
什么是发动机的换气过程?合理组织换气过程的目的是什么?为什么说发动机的充量系数是研究换气过程的核心问题?
题目解答
答案
发动机排出废气和充入新鲜空气或可燃混合气的全过程叫换气过程。 合理组织换气过程的目的包括: (1)保证在标定工况和全负荷工况下,吸入尽可能多的新鲜充量,以获得尽可能高的输出功率和转矩; (2)保证多缸机各缸循环进气量的差异不超出应有的范围,以免对整机性能产生不利影响。 (3)应尽量减小换气损失,特别是占最大比例的排气损失。 (4)进气后在缸内所形成的湍流场,应能满足组织快速合理燃烧的要求。 发动机充量系数指单缸每循环吸入缸内的新鲜空气质量与按进气状态计算得到的理论充气质量的比值,该参数是决定发动机动力性能和进气过程完善程度的极为重要的评定指标,是换气过程的核心问题。
解析
考查要点:本题主要考查对发动机换气过程的基本概念、合理组织换气的目的,以及充量系数核心地位的理解。
解题思路:
- 换气过程的定义需明确其包含进气和排气两个阶段,强调“全过程”的概念。
- 合理组织换气的目的需从动力性、经济性、燃烧组织等角度分析,注意分点回答。
- 充量系数的核心性需结合其定义,说明其对发动机性能的直接影响。
破题关键:理解换气过程与发动机性能的关联,明确充量系数作为评价换气效率的核心指标。
1. 换气过程的定义
发动机的换气过程是指排出废气并充入新鲜空气或可燃混合气的整个循环过程。它包括进气门开启吸入新气、排气门开启排出废气两个阶段,贯穿发动机工作循环始终。
2. 合理组织换气的目的
(1)动力性要求
保证发动机在标定工况和全负荷工况下吸入足够多的新鲜充量,从而提高输出功率和转矩。
(2)均匀性要求
多缸发动机各缸的进气量差异需控制在合理范围内,避免影响整机性能(如振动、油耗)。
(3)经济性要求
减少换气损失,尤其是占比最大的排气损失(废气残留导致燃烧效率降低)。
(4)燃烧组织要求
进气形成的湍流场需促进快速、充分燃烧,提升能量利用率。
3. 充量系数的核心地位
充量系数定义为:单缸每循环吸入的新鲜空气质量与理论充气质量的比值。
- 动力性能:充量系数越高,单位循环做功能力越强。
- 进气效率:反映进气系统阻力、气门重叠角等对换气过程的影响。
- 综合评价:直接关联发动机的油耗、排放和动力输出,是优化换气过程的核心参数。