可变进气门.PPT

第三章 发动机的换气过程 本章要求： 了解：二冲程发动机的换气过程。 理解：配气相位，充气效率和影响因素。 掌握：四冲程发动机的换气过程和换气损失。 第一节 四行程发动机的换气过程 二、换气损失 第二节 充气效率(充气系数) 第三节 影响充气量的因素 1、使用因素 （1）转速n n??进气流速? ?流动阻力? ?Pa? ?ηCH? （2）负荷 汽油机的负荷调节属于量调节， 负荷?，节气门开度?， 进气阻力?，进气终了压Pa? ?ηCH ?。 2、结构因素 (1)进气系统 一般包括进气门、进气管、空滤器、化油器、进 气道等部件。要尽量减少各部件的流动阻力，以 增大进气终了的压力，提高充量系数。 试验证明，增大进气终了的压力比降低残余废气系数对充量系数的影响大，所以设计成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↓，r↓，ηCH↑。 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的这个时期,称为自由排气阶段。 缸内压力与排气管压力之比大于临界值，排气流动出于超临界状态，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)。 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曲轴转角。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： 气缸内压力下降到接近排气管内压力时（下止点后10~30 ?CA ），压力差很小，废气需依靠活塞上行被强制推出。 此阶段在整个排气过程中持续的时间最长，但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： 由于排气门迟后关闭，进气门提前开启，因此存在进排气门同时打开的现象，称为气门叠开，也称扫气阶段，清除残余废气，增加进气。 排气滞后角一般为10～35°CA，进气提前角一般为10～40°CA。 非增压进排气门重叠角一般为20-60°，增压柴油机，因其进气压力高，故需较大的气门重叠角，一般为80-160°。 进气阶段： 排气门关闭后，活塞继续下行，新鲜气体被吸入气缸。 由于进气系统有一定的阻力，因此进气阶段气缸内的压力低于大气压力。 新鲜气体在进气管中，受到排气管的加热（汽油机中），流入气缸内的气体受到缸内残余废气的加热，其温度高于大气温度。 惯性进气阶段： 利用气流的惯性进气，进气门滞后关。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。 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，一般为40～70°CA. 1、排气损失 * * 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 发动机的换气过程是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： 将缸内空气排出干净,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。 排气损失 图3-2 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 随着排气提前角的增大,膨胀损失增加,推出损失减小。 图3-3 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、扫气效率ηsc 指封存在气缸内的空气质量ma与封存在气缸内的总气体质量(ma+mr)之比 ηsc=ma/(ma+mr)=1/(1+r) (ηsc大则残余废气少) mr—残余废气质量；r=mr/ma 残余废气系数 二、容积效率ηv 指封存在气缸内的总气体质量与在进气状态下（Ps、Ts）封存在气缸内的空气质量m’之比 ηv=(ma+mr)/m’ 对非增压发动机，进气状态指空气滤清器后进气管内的气体状态。对增压发动机，指压气机后进气管内的气体状态。 三、充气效率ηCH 指封存在气缸内的空气质量（混合气）ma与在进气状态下（Ps、Ts）封存在气缸内的空气质量（混合气）