三发动机的换气过程.pptVIP

胡水福 第三章 发动机的换气过程 主讲：胡水福2、强制排气阶段： 自由排气阶段结束后，气缸内的废气将被上行活塞强制推出，直到排气门关闭．这一过程就是强制排气阶段。 从进气门开启到关闭的全过程 三、气门重叠和燃烧室扫气过程 1、排气损失 2、进气损失X 第二节 四冲程发动机的充量效率 一、充量效率hc 一般非增压发动机在全负荷时的hc 二、影响充量系数的因素 影响充量系数的因素 第三节 提高发动机充量系数的措施 3、残余废气系数g 1）g增加， hv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。 进气系统：空气滤清器或加进气消声器、化油器或喷油器、节气门、进气管、进气道和进气门等组成。 减少各段通道的阻力，增大其流通能力，是提高充气效率，改善发动机性能的主要途径。 * 下止点 上止点 　 燃料在气缸内完全燃烧需要一定量的空气，完全燃烧时汽油与空气的体积比约为1：10000，而柴油与空气的体积比还要更大一些。由此可见，可燃混合气中燃料所占容积比例很小，所以充入气缸的混合气燃烧放热量的大小，主要取决于充入缸内的空气量多少。每循环进入气缸的空气量多，既可多供给一些燃料，又可以提高燃料的完全燃烧程度。提高发动机的扭矩和功率。此外，换气过程有功率损失使热效率降低。换气过程的好坏对发动机零件的热复合、排气冒烟、大气污染等也有一定影响。 发动机的排气过程和进气过程统称为换气过程。换气过程的任务是将气缸内废气排除干净，并充入尽可能多的新鲜气量--在柴油机中是空气；在汽油机中是燃油与空气的混合气（可燃混合气），这是保证发动机动力性的重要条件。 　 为了不断提高发动机性能，必须深入研究换气过程的进行情况，分析影响充气量的各种因素，找出提高充气量和减少换气损失的方向与措施。 第一节 四冲程发动机的换气过程 一、换气过程 　　四行程发动机配气机构均采用气门换气方案，其换气过程是排气门开启到进气门关闭的整个时期，约占曲轴转角380°～490°。根据气体流动特点和进排气门运动规律，换气过程可分为自由排 气、强制排气、惯性排气、准 备进气、正常进气和惯性进气 六个阶段，如图所示。 进排气门流通截面积的变化 (a)气缸压力、排气管压力随曲轴转角θ的变化曲线??(b)进排气门相对流通截面积随曲轴转角θ的变化曲线(c)四行程发动机进、排气门开闭时间??????? 1、自由排气阶段 从排气门打开到气缸内压力接近排气压力，利用燃气压力排气。 在排气门刚开启时，一般在排气下止点前30°-80°曲轴转角，缸内压力与排气管压力之比＞1.9，排气流动处于超临界状态，可利用废气自身的压力自行排出，此时通过气门的气体速度等于燃气的音速。 当 T=600～900℃时，音速可达500～600 m/s。 排出的废气量决定于气缸内及排气管内的压力差。压力差越大排出废气越多。当到某一时刻气缸内与排气管内压力相等，自由排气阶段结束（一般下止点后10o~30o曲轴转角）。此阶段虽然历程很短，但因排气流速甚高，排出废气量达60%以上。 亚临界状态 缸内压力与排气管内压力之比下降到1.9以下时，排气流动转入亚临界状态，废气流速降低，产生的噪音较小。 活塞上行强制推出废气。 惯性排气 10°-35° 准备进气：进气提前角，一般为0o~40o(CA)。 正常进气 ：活塞下行残余废气膨胀，新鲜气体充入气缸。 惯性进气：进气迟闭角一般为40o~70o(CA)。 二、进气过程： 4、准备进气阶段　　为了增加进气量 ，进气门必须在上止点前，排气尚未结束时就开始开启，以保证活塞下行进气开始时，就有较大的进气通道截面，为进气作好准备，从进气 门开始开启到活塞行至上止点这个时期称为准备进气阶段。该阶段曲轴转过的角度称为进气提前角，一般为 10°～30°转角。由于进 气提前角较小，进气门通 道截面也小，再加气缸内 残余废气压力高于大气压 力，所以在此阶段中新鲜 气体一般不能进入气缸。　 5、正常进气阶段　　准备进气阶段后，活塞由上止点开始下行，初期由于气缸内残余废气压力 pr 仍高于大气压力 p0 ，新鲜气体不能冲入气缸，只有将残余废气由r点膨胀到r‘点，使压力由 pr 下降到 pr’后，新鲜气体才能冲入气缸。由于进气门早开，此时进气门通道截面已开启较大，所以保证了大量新气进入气缸内，但因进气系统有阻力，所以在活 塞移到下止点时，气缸内 压力 pα 仍低于大气压力。 6、惯性进气