第三章换气案例.ppt

第三章 发动机的换气过程;发动机的四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期。约占410o~ 480o曲轴转角。 传统尽可能将废气排干净，吸入尽可能多的新鲜空气或混合气。 为环保尽可能提高进入气缸的混合气的量，同时保证一定温度和压力的混合气成分。 EGR、增压中冷。;§3-1 四冲程发动机换气过程;1. 排气过程： 排气门开启~关闭 由缸压分为自由排气和强制排气 1）自由排气 排气门提前开：30~80°CA， 此时： 排气速度：声速 超临界排气：总排气量的60%;2）强制排气 下止点到上止点，活塞推出，主要克服排气阻力。 排气迟关角： 10~35°CA 利用高速的气流惯性尽可能多排气;3. 配气定时及气门叠开现象 配气相位图：进气相位 排气相位 气门叠开现象： 在进气上止点，因进气提前角和 排气迟关角??存在，使进、排气门 同时开启的现象。 作用：扫气、冷却，多进气； 缺点：过大时倒流。 ;4. 换气损失 换气损失=进气损失(X)+排气损失(W+Y); 1）排气损失： 从排气门提前开启，直到进气行程开始、缸内压力到达大气压力之前, 所损失的循环功。包括 自由排气：排气门提前开引起的膨胀功减小W ?又称彭胀损失 强制排气：活塞推出废气所消耗的功Y； 确定排气提前角的原则： 使W+Y?最小 提前角过大：W过大， 工质做工能力损失?； 提前角过小：自由排气段，派出量少， 强制排气阻力?，Y ?;2）进气损失：进气系统阻力?进气中气缸压力低于大气压力的损失X。 ;排气损失与进气损失之和称为换气损失 (W十Y十X) 。 泵气损失（X+Y-d）：在实际循环示功图中把面积(x+y-d)相当的负功称为泵气损失。这部分损失放在机械损失中加以考虑。;§3-2 充气效率及影响因素; 如气缸中残余废气质量为 ，其与实际新鲜充量的质量之比称为残余废气系数 。 ;二、影响因素 设下止点时缸内气体总质量为 所以， ;１) pa： pa? ，进气阻力?，?c ? 流动阻力和转速关系： ?进气阻力的主要措施:—进气管长度、转弯半径， 管道内表面粗糙度；气流速度∝n；增压。 ;2）?和 ?r： ? ? ，Vc ? ， ?r ? ，?c ? ?r ? ，??c?，同时燃烧恶化。 汽油机：? =6~12； ?r =0.05~0.16 非增压柴油机：? =14~18； ?r =0.03~0.06； 增压柴油机： ?r =0.0~0.03 排气系统阻力△pg过大将引起残余废气系数φr的增加，但?r远小于1， 因此，影响甚微。减小排气系统阻力，可以减小?r ，从而提高?c,残余废气系数?r受排气管压力，排气终了压力，排气提前角迟闭角的影响。 ;残余废气系数φr 1）φr增加， φc降低，燃烧恶化，油耗、排放增加， 2）压缩比提高，残余废气系数减小。 3）排气压力高，废气多，充气效率降低。 4）排气系统阻力大，排气压力高，废气多。;压缩比 根据公式压缩比增加，充量系数有所减小。 但压缩比增加,压缩容积减小,残余废气量随之减小,因而φc有所增加。 压缩比增加导致pr 提高，残余废气系数增加而充量系数下降。 几方面影响相互抵消，充量系数随压缩比增大而微弱增加。; ; 进排气门开闭的4个相位角都对充量系数有影响，其中进气迟闭角影响最大。 由于进气门迟闭而 ＜1 ,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Pa具有最大值，从而影响?c 。 其他三个角度间接影响?c ;4)新鲜充量被加热情况（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， ?c值愈低。;5)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。; ;3、充量系数与运行工况的关系 　　充量系