第二章发动机的换气过程..ppt

1）管道阻力系数 进气管长度越长、管道内表面越粗糙阻力大，管道阻力系数越大。 2）管道内气体的流速 发动机高速运转，气体流速增加， Δ pa明显加大，引起 pa′下降。 实际进气是动态过程，进气流动压差ΔPa的影响十分复杂。 ΔPa随转速平方而上升。（汽油机挂档节气门不变下坡） 进气门口以及进气道中较强旋流产生的压降所占份额较大。 对于化油器及电控单点汽油喷射式发动机，进气系统还对管壁油膜气化和各缸油量均匀分配有较大影响。一般情况下，降低流动阻力和加速油膜气化的措施往往有矛盾。需要折中处理。 要加强进气道产生的旋流强度，必然与降低阻力有矛盾，应在基本满足进气旋流要求的前提下，尽可能降低气道的阻力。 涡流比Ω为缸内旋流转速和发动机转速之比（假定缸内气流绕轴线作刚性旋转）。 流通系数CF是实际流率与理论流率（无气门阻隔，无摩擦时的理论值）之比，表示气道的流通能力。 涡流比与流通系数是一对矛盾。 2．进气终了的温度Ta′ Ta′高于进气状态温度， Ta′越高，充入气缸的工质密度越小，φc值愈低。 引起Ta′升高的原因是: 1）新鲜工质进入发动机与高温零件接触而 被加热。 2）新鲜工质与高温残余废气混合而被加热。 在进气过程中，进入气缸的新鲜充量不可避免地被各种高温表面加热，从而导致温度升高，使缸内进气密度下降，充量系数减小 。进气温升主要受发动机的结构与运行参数的影响，如进气管结构、发动机转速、负荷、冷却水温度及冷却水道设计等。为提高充量系数，应尽量减少对进气的加热。 进气温升由四项组成：进气被缸内高温壁面和零部件加热；进气压力损失变为摩擦热；进气被残余废气加热；燃料气化吸收潜热导致温度变化。 一般而言第一项影响最大，其规律是：转速愈低，则每循环传热时间愈长，温升愈高；负荷愈高，缸壁温度愈高，温升也愈高。对于增压机型，由于进气温度上升，缩小了与壁面的温差，再加上进气充量增多等原因，单位工质的温升反而比自然吸气小。 转速和负荷对Ta′的影响 1）转速：当负荷不变而转速增加时，由于新鲜工质与缸壁等接触时间短，传热量少，所以Ta′稍有下降。 2）负荷：当转速不变而增加发动机负荷时，缸壁等零件温度升高， Ta′有所上升。 措施： 将高温排气管与进气管分置于气缸两侧， 控制进气预热，适当加大气门叠开角等， 降低Ta′。 3.残余废气系数фr 和压缩比εc 残余废气系数对φc的影响：一是残余废气占有一定的气缸容积，二是残余废气温度高，对进入气缸的新鲜气体具有加热作用，使进气密度降低。 фr 增加， φc降低，且燃烧恶化，热效率降低，油耗、排放增加。 1）气门重叠度大， фr下降； 2）压缩比εc提高，余隙容积减小,残余废气量随之减小, фr 下降； 3）排气终了压力高，阻碍进气过程，且残余废气密度大，废气多， фr 增加，φc降低。 5. 进气状态 　　进气温度升高，进气压力下降均会使进入气缸充量的密度减小，绝对进气量减少，但充量系数是在同一状态下的相对值，故影响不大。 4．进排气相位角 由于进气门迟闭而ξ＜1 （进气门迟闭时气缸容积与Va之比）,新鲜充量的容积减小,但 pa′值却可能因有气流惯性而使进气有所增加,合适的配气定时应考虑ξpa′具有最大值（配气定时）。排气晚关角对充量系数影响相对较小，所以关注进气系统。 进、排气迟闭角中，进气迟闭角对Φc的影响更大。 排气压力升高、温度下降会加大排气阻力及废气密度使残余废气系数下降，间接使Φc下降，但与进气压力和温度的影响相比小得多。 压缩比增加，参与废气系数下降，对Φc有利。 进气状态是定义Φc的基准参数，其改变对Φc影响不大，但ps上升和Ts下降，会增加充气量，有利于功率输出，这正是增压和增压中冷的出发点。 燃料气化， 对汽油机影响不到2%，对天然气发动机影响可达5%。 采用增压中冷技术，可直接提高进气密度，是改善车用发动机动力性能的有效措施。 另采用可变进气管控制措施，在高速时，缩短进气管长度，对改善高速充气效率有明显效果。 结论 进气终了压力提高，充气效率提高。 进气终了温度提高，充气效率下降。 排气终了压力提高，充气效率下降。 排气终了温度变化对充气效率影响不大。 压缩比提高，充气效率提高。 配气相位：进、排气迟后角过大或过小，充气效率降低。 发动机在油量调节机构（汽油机的节气门和柴油机的油量调节杆）不变时，充量系数Φc随转速n或活塞平均速度vm的变化规律，叫做发动机的进气速度特性。也存在全