第六章内燃机的换气过程.ppt

* * 横流扫气系统的主要缺点是： 1）容易产生额外排气损失，新鲜充量损失较多。 2）气缸和活塞受热不均，易变形。 3）活塞组产生单边磨损。 * * 2、回流扫气 扫、排气口均布置在气缸同侧，排气口在扫气口上部，也存在额外排气损失。 * * 说明： 1）也存在额外排气损失，但是扫气效果较横流扫气好； 2）适用于高速内燃机，在大功率内燃机上也有较多应用； 3）扫、排气口布置在气缸同侧，气道布置困难，且失效行程较大。 * * 3、半回流扫气 在气缸壁上，有两个扫气口、一个排气口，简称“三口回流扫气”，实质上是回流扫气和横流扫气的复合方式，扫气效果介于两者之间。 * * （二）直流扫气 其主要特点是，扫气气流沿气缸轴线由下向上运动，并流过整个气缸断面，新鲜充量与废气的参混较少，换气质量较高。 * * 1、气口气门直流扫气 在气缸盖上设置排气门以替代排气口；扫气口在气缸下部圆周均匀分布，并与气缸半径成一定角度，缩短了气口高度，减少了失效行程。 * * 说明： 1）气缸内的充量形成旋转向上的“气垫”，避免与废气掺混； 2）可实现过后充气； 3）结构复杂，排气门的开闭频率高，惯性力较大，气门弹簧容易损坏。 * * 2、气口气口直流扫气 一般在对置活塞式内燃机中采用气口气口直流扫气方式，扫气口与排气口分别布置在气缸的两端，并由相反运动的两个活塞分别控制启闭。 * * 说明： 1）气口面积最大； 2）扫气空气与燃气掺混较少，缸内没有燃气死区，换气效果较好，排吸能力强，适合高速强载内燃机的需要； 3）活塞的不对称运动，可避免额外排气损失，也可实现过后充气； 4）上、下曲轴的传动机构复杂，整机高度尺寸增大，制造成本高，且缸套热负荷严重，制约了该机型的发展。 * * 三、换气过程 根据气流运动情况，通常把二冲程内燃机的换气过程分为三个阶段： 1、自由排气阶段 2、扫气与强制排气阶段 3、额外充气或额外排气阶段 * * 1、自由排气阶段 自由排气阶段－从排气口开启到缸内压力等于扫气阶段气缸内的平均压力pmg点这一时期。 * * 2）扫气口在点D打开，缸内压力大于扫气压力，但不会引起大量的燃气倒流入扫气室。 说明： 1）大部分燃气是依靠较大的压力差排出气缸，而不是被扫气空气扫出去的； * * 2、扫气与强制排气阶段 RC段即为扫气与强制排气阶段。 * * 说明： 1）主要依靠扫气压力将燃气强制排出缸外，活塞推挤燃气的排出作用较小； 2）曲轴箱中的新鲜充量充入气缸，完成向气缸的充气过程。 3）前一段RR′R ″中缸内压力变化较大，后一段R ″C缸内压力比较稳定； 4）在R ″C段，扫气空气经扫气口进入气缸将缸内燃气从排气口挤压向排气管，实现扫气。 * * 3、额外充气或额外排气阶段 根据换气型式及配气定时的不同而定，CE段为额外充气或额外排气阶段。 * * 在点C扫气口先关闭而排气口依然打开，直到点E关闭，则是额外排气。 在点C排气口先关闭而扫气口依然打开，直到点E关闭，则是额外充气。 * * 四、二冲程内燃机换气质量的评价指标 1、扫气效率ηs 2、残余燃气系数γr 3、给气效率ηu 4、扫气过量空气系数φ0和φk 5、充气系数ηv 6、总过量空气系数αΣ 7、结论 * * 1、扫气效率ηs 扫气效率－换气过程结束后，留在气缸内的新鲜空气质量mL与气缸内全部混合气质量mg的比值，即 说明：扫气效率是衡量扫气效果优劣的重要标志，越大扫气效果越好，其最大值是1。 * * 2、残余燃气系数γr 与四冲程内燃机残余燃气系数的定义相同，即 将式（6-4）代入（6-29），得到扫气效率与残余燃气系数的关系： * * 3、给气效率ηu 给气效率－换气过程结束时实际进入气缸的新鲜空气质量mL与每循环流经气缸总的空气质量mk之比，即 说明：给气效率表示新鲜空气被利用的程度，与扫气系数互为倒数。 * * 4、过量扫气系数φ0和φk 系数φ0是指在环境状态（p0、T0）下每循环流过扫气口的新鲜充量的质量mk与相同状态下充满气缸工作容积的充量质量ms之比，即 注意：适用于扫气压力较低的二冲程内燃机（pk＜0.113MPa），一般φ0＝1.2～1.5。 * * 系数φk是指在进气状态（pk、Tk）下每循环流过扫气口的新鲜充量的质量mk与相同状态下充满气缸工作容积的充量质量ms之比，即 注意：适用于扫气压力较高或增压二冲程内燃机，一般φk＝1.0～1.3。 * * 说明： 1）过量扫气系数是指扫气总量占进气量的比值，又称为给气比。 2）扫气系统越完善，过量