汽车拖拉机发动机 第３版 作者 董敬 庄志 常思勤编课件 第二章 发动机的换气过程.ppt

若q2一定，管长与转速成反比，即高转速所需进气管短，低转速所需进气管长 四、排气管动态效应 排气管内也存在压力波，且排气能量大，废气温度高，故与进气相比，排气压力波的振幅大，传播速度快 若能在排气过程后期，特别是气门叠开期，使排气管的气门端形成稳定的负压，便可减少缸内残余废气和泵气损失，并有利于新气进入气缸 第六节 可变技术 定义：随使用工况（转速、负荷）变化，使发动机某系统结构参数可变的技术 包含：可变进气管、可变气门定时、可变气门升程、可变进气涡流 一、可变进气管 要求：高转速、大功率时．应配装粗短的进气管；中、低速，大转矩时，应配装细长的进气管 实现：见图2-18，2-19 可变进气管使所有转速的转矩均增加，平均可增加 8%，最大转矩可增大 12%～14%。 二、可变气门定时 要求：进气迟闭角、排气提前角应随转速的提高而加大，即低转速时，进、排气门应接近下止点关闭和打开；高转速时，进、排气门应远离下止点关闭和打开。怠速时，气门叠开角要小，随着转速上升，气门叠开角应加大 实现： 凸轮相位可变：见图2-20 进气持续期可变 ：见图2-21 在气缸盖上装有油压切换阀，由计算机控制开关，将油供给可变机构。在油压作用下，具有螺纹花键2的活塞3便作轴向移动，使传动的正时齿形皮带轮与凸轮轴4分开并将凸轮轴转动一个角度，从而改变齿形皮带轮与凸轮的相对位置。一般可转动20°～30°曲轴转角。 由于这种机构的凸轮型线及进气持续角均不变，虽然高速时可以加大进气迟闭角，但气门叠开角减小，这是它的缺点。 可实现高速、低速和可变排量三种方式动作的机构。 高速时，高速摇臂是靠油压控制活塞（T形连杆内）与T形连杆相连接，高速凸轮驱动力借助于T形连杆传递到气门。 低速时，高速摇臂与T形连杆的连接断开，而低速摇臂靠油压控制活塞和T形连杆相连接，低速凸轮传力到气门。 在低速、小负荷工作时，1、4两气缸的高速、低速两摇臂均与T形连杆断开，气门停止工作，只有2、3缸按低速方式运转，切换工况如图所示。 高、低速凸轮切换是在发动机转速为5000r/min时，在同一气门开度，两个凸轮输出达到一致点进行切换。 第七节 二行程发动机的换气过程 一、二行程发动机的换气过程及示功图 以曲轴箱扫气二行程发动机为例 二行程发动机是曲轴回转一圈，活塞上下两个行程，就完成一个工作循环，它与四行程发动机的不同之处主要在于换气过程。 活塞由下止点向上运动，当活塞上行关闭排气口后（a）即开始压缩过程，a-c段； 上行至上止点前约10°～30°曲轴转角，喷油（或点火）燃烧，缸内气体温度、压力迅速上升，c-z段即燃烧过程； 继而高温、高压气体推动活塞下行，即作功的膨胀行程，如z-b段，活塞下行至b点，开启排气口（b），膨胀行程结束，排气行程开始。 排气口开始打开时，缸内压力一般为0.3～0.6MPa。排气处于超临界状态，废气以声速流出气缸，缸内压力迅速下降，进入亚临界状态。从排气口开始打开到缸内压力接近扫气压力，新气开始流入气缸这段排气，称为自由排气。此时是靠缸内与排气管之间的压差排除废气，其中从排气口打开到扫气口打开（f）这一段，又称先期排气（b-f），必须保证先期排气时面值，以避免废气倒流。 当扫气口打开，已被提高压力的新鲜工质得以进入气缸，并驱赶废气继续排出，此过程一直进行到下止点后扫气口关闭为止（h）。由于此阶段是利用新气扫除废气，故称为扫气过程，如示功图中的f-d-h段。 扫气口关闭后，排气口还开着，这时由于活塞上行的排挤及排气气流的惯性，会继续排出新鲜工质和废气的混合气，直至排气口完全关闭，如示功图中的a点。从扫气口关闭到排气口关闭这段是额外排气阶段（h-a），其中有大量新鲜工质排出，是要尽量避免的阶段。 活塞继续上行，重复压缩过程，进行新的循环。从排气口开始打开到排气口完全关闭，即示功图上的b-d-a曲线，为二行程发动机的换气过程，大约占130°～150°曲轴转角。 二、扫气泵 由于二行程发动机的进、排气过程是重叠进行的，它利用新气扫除废气，则必须提高进入气缸新气的压力，而设置扫气泵。 扫气泵三种类型： 曲轴箱扫气形式——扫气压力为1.08kPa 采用单独的扫气泵——扫气压力为1.09-150kPa 废气涡轮增压——扫气压力为140-200kPa 1. 横流扫气 扫气口与排气口对称布置，扫气口比排气口早关，产生额外排气，而且在A区易于残留废气，又可能如B所示产生扫气短路现象（即新鲜充量直接由排气口流出），所以换气效果较差 三、扫气系统的基本形式 2. 回流扫气 扫气口不正对排气口，而位于气缸同侧，形成回流，部分克服横流换气中新鲜充量短路的现象，扫气效果比横流好，同时亦有结构简单、制造方便的优点，因而在小型二行程发动机上获得