汽车发动机原理 第4版 教学课件 作者 颜伏伍 教案大纲 第二章教案.docxVIP

《发动机动力学》教案 《汽车发动机原理》教案 章节 第二章发动机的换气过程 理论授课时间4学时 教学目的和要求 1.重点掌握四冲程发动机的换气过程； 2.重点掌握四冲程发动机的充量系数； 3.重点掌握提高发动机充量系数的措施； 4.了解进气管的动态效应以及可变技术； 5.了解二进程发动机的换气工程。 教学重点 1.四冲程发动机的换气过程； 2.四冲程发动机的充量系数； 3.提高发动机充量系数的措施。 教学难点 1.四冲程发动机的充量系数； 2.提高发动机充量系数的措施。 教学进程（含教学内容、时间分配、教学方法、辅助手段） §2-1 四冲程发动机的换气过程 一 配气定时 与工程热力学中介绍的不同, 进排 气门的开启、关闭也需要时间, 故 在下止点前排气－排气提前角40°～80° 在上止点后关闭－排气迟闭角10°～35° 在上止点前吸气－进气提前角0°～40° 在下止点后关闭－进气迟闭角40°～80° 进气提前角+排气迟闭角－气门叠开角 二换气过程 （一） 排气过程 1 自由排气阶段 A 排开 p p’ p = p’ 靠缸内压力将气体挤出气缸，其中 p－缸内压力, p’－排气管内压力。 2 强制排气阶段 B p = p’ p p’ 靠活塞上行将废气挤出气缸。 3 超临界排气 C 排开 p = 1.9 p’ 在气阀最小截面处, 气体流速等于该地音速 m/s。其流量与压差 （p - p’）无关, 只决定于排气阀开启面积和气体状态。 4 亚临界排气 D p = 1.9 p’ 排闭，其流量取决于压差 （p - p’）。 （二） 进气过程和气门叠开角 由于节流作用, 缸内产生负压；（）使新鲜介质进入缸内。 气阀叠开角：非增压：20～60 CA。 太大（引起） 废气回流进气道。 太小 扫气作用不明显。 增压：110～140 CA。 进气管p, 扫气明显, 气阀叠开角可以增大很多。如6135 型高柴：非增压：40, 增压：124。 扫气的作用： 1 清除废气, 增加气缸内的新鲜充量。 2 降低排气温度。 3 降低热负荷最严重处（如气阀、活塞等）的温度。三 换气损失 理论循环换气功与实际循环换气功之差。 如图：换气损失功－X+（Y+W）, 其中（W+Y） 为排气损失功，X为进气损失功。 （一） 排气损失功Y W是因排气门提前开启而损失的膨胀功, 称为自由排气损失。Y是活塞作用在废气上的推出功, 称为强制排气损失功。 排气提前角 W，Y 。 综合效果, 要求（Y+W）, 故（W+Y）有一个最佳值（W+Y）min 。对应排气提前角亦有一个最佳值, n （W+Y）min 。 （二） 进气损失功X 进气损失功小于排气损失功，即X Y （三） 泵气损失功 （X+Y-d） 在实际示功图中, 把（W+d） 归到指示功中考虑。而把泵气损失功 （X+Y-d） 归到机械损失中考虑。 §2-2 四冲程发动机的充气效率 一 充气效率 定义 为比较不同大小、不同类型发动机的充气品质和换气过程的完善程度, 不受气缸工作容积Vh 的影响, 引入充气效率的概念。 由于有进气阻力等因素的影响, 实际进入气缸中的新鲜充量必然小于理论上进气状态下充满工作容积的新鲜充量。二者之比称为充气效率 二 充气效率的分析式 充入汽缸的新鲜充量 = 缸内气体的总质量－缸内残余废气质量 （一） 进气门关闭时缸内气体的总质量 排气门关闭时缸内残余废气的质量 其中－排气门关闭时缸内容积；－排气门关闭时缸内残余废气密度。 充入汽缸的新鲜充量 充气效率的分析式 式中：p、T的下标s、a’ 、r’分别代表大气和进、排气门管比时缸内压力和温度的状态 影响充气效率的各种因素 一 进气终了压力 （一） 进气阻力 ? ? ? ? ? 对的影响最大。进气系统的沿程阻力和局部阻力均会使增大。 （二） 转速 n ? ? ?? ? ? ? ? （三） 负荷 柴油机：负荷 ? ? 循环供油量 ? （量调节）（与无关） ? 热负荷 ? ?? ? ? （不大） 汽油机：负荷 ? ? 节气们开度 ?（质调节） ? ? ? ? ? ? 二 进气终了温度 （一） 转速 负荷一定：n? ? ??? 综合、的影响， n ? ? ?。 （二） 负荷 转速一定：负荷 ? ? 热负荷 ? ?? ? ? 柴油机：