发动机原理课件-第三章 发动机的换气过程1精要.ppt

第三章 内燃机的换气过程 定义：是指排气过程和进气过程的通称。 包括从排气门开启直到进气门关闭的整个时期; 约占410～480°曲轴转角。 换气过程的任务： ＊将缸内废气尽可能排干净 ＊并充入尽量多的新鲜充量 ※ 换气过程进行的完善程度是提高发动机动力性的重要因素。 ？ 第一节 四行程发动机的换气过程 二、换气损失 第二节 四冲程发动机的充气效率 1、使用因素 （1）转速n n??进气流速? ?流动阻力? ?Pa? ?Фc? （2）负荷 汽油机： 负荷? ? 节气门开度? ? 进气阻力? ? 进气终了压Pa? ? Фc ? 2、结构因素 (1) 进气系统 进气系统部件？ 减小进气系统阻力?进气终了压力↑? Фc ↑ ※进气门直径大于排气门直径，气门顶部的形状呈流线型。 （2）压缩比? ?↑ ? Vc↓， Фr ↓ ? Фc ↑。 四冲程发动机的充量系数 自由排气阶段 从排气门打开到气缸压力接近于排气管压力—自由排气阶段。 ＊缸内压力与排气管压力之比大于临界值（1.9），排气流动处于超临界状态，废气以当地音速a排出，流量与排气管压力无关。 临界值:(２/(K+1))(K/(K-1))； a = (KRT)1/2 (m/s) 　（当T=700~1100K时，a可达500~700m/s)。 ＊当压差小于1.9时，处于亚临界流动状态，与排气门流通面积和压差有关。 ＊废气的６０％～７０％排出。 ＊排气门提前开，一般排气提前角设计为30-80?CA。 ＊自由排气在下止点后10-30?CA结束。 ※ 高速机中，应加大排气提前角。 ？ 如 CA6102，n＝3300r/min，排气提前角42?； 切诺基,n＝5600r/min，排气提前角56?。 强制排气阶段 从自由排气结束至进气门打开—强制排气阶段 ＊废气需依靠活塞上行被强制推出。 ＊气缸内压力下降到接近排气管内压力（高出10kPa左右），压力差很小； ＊整个排气过程中持续的时间最长； ＊排出的废气量少于自由排气阶段排出的废气量。 进排气重叠阶段 进排气门同时打开的现象—进排气重叠阶段，也称气门叠开或扫气阶段 ＊清除残余废气，增加进气—利用排气惯性和扫气。 ＊排气门迟后关闭，进气门提前开启—进气管、气缸、排气管三者相通。 一般：排气滞后角为10～35°CA；进气提前角为10～40°CA。 ＊非增压进排气门重叠角一般为20-60°。 增压柴油机，需较大的气门重叠角，一般80-160° ？ 进气阶段 惯性进气阶段 从活塞下止点到进气门关闭—惯性进气阶段 ＊进气门滞后关闭，利用气流的惯性进气。 ＊转速越高，活塞平均速度和进气流速越大，进气气流动能越大，故高速内燃机进气滞后角较大。 ＊进气滞后角一般为40～70°CA。 ※ 从活塞行至下止点到进气门完全关闭时的曲轴转角，称为进气滞后角。 1、排气损失 * * 主要内容： 1、四冲程发动机的换气过程 2、四冲程发动机的充气效率 本章重点： 1、四冲程发动机换气过程的划分与特点； 2、换气过程中的能量损失-换气损失； 3、评价换气过程好坏的指标—充气效率； 4、影响充气效率的因素（主要是使用因素）。 一、换气过程 分五个阶段： 1、自由排气阶段 2、强制排气阶段 3、进排气重叠阶段 4、进气阶段 5、惯性进气阶段 排气损失 四行程发动机的换气损失 w:膨胀损失 x:推出损失 进气损失 y:进气损失 换气损失：x+y+w 泵气损失：x+y-u （负功部分） ＊随着排气提前角的增大,膨胀损失增加,推出损失减小。 四行程发动机的换气损失 a--提前角适当； b--提前角过大； c--提前角过小； d--排气阻力过大。 ＊适当的排气提前角应使两者之和最小，即W+X最小。 一、充气效率Фc 指每循环实际封存在气缸内的新鲜充量m1与在进气状态下（Ps、Ts）充满气缸工作容积的理论充量msh之比。 Фc=m1/msh =V1/Vs V1—实际进入气缸新鲜充量体积（进气状态） Vs—气缸工作容积 实际上，Фc1。 ？（三个因素） （汽0.7~0.85；柴0.75~0.9) ※进气状态—对非增压发动机，指空气滤清器后进气管内的气体状态（压力和温度）；对增压发动机，指增压器出口的气体状态。 不同节气门开度、不同 转速时的进气压力 n过低?惯性进气? ? Фc ? ※一定的进气系统，一定负荷下，有一个转速对应的充量系数最大。 二、影响充气效率的因素 汽油机的充量系数