发动机的换气过程(自)教程课件.pptVIP

第二章发动机的换气过程四冲程发动机的换气过程四冲程发动机的充气效率影响充气效率的各种因素提高充气效率的措施进气管内的动态效应

一配气定时排气提前角40?～80?排气迟闭角10?～35?进气提前角0?～40?进气迟闭角40?～80?气门叠开角=进气提前角+排气迟闭角

二换气过程自由排气强制排气气门叠开进气

自由排气阶段A：靠缸内压力将气体挤出气缸强制排气阶段B：靠活塞上行将废气挤出气缸超临界排气C：亚临界排气D：

自由排气阶段中排出的废气量与内燃机的转速无关，但在高速时，同样的排气时间对应的曲轴转角将大为增加。为使气缸压力及时下降，必须加大排气提前角，否则将使自由排气阶段(以曲轴转角计)延长、排气消耗功增加。所以，随发动机转速的增加应相应增大排气提前角。自由排气阶段虽然占整个排气时间的比例不大，但由于排气流速很高，排出的废气量可达60%以上，一般持续到下止点后10o~30o(CA)结束。

进气过程和气门叠开角气阀叠开角：非增压：20?～60?CA增压：110?～140?CA扫气的作用：（1）清除废气。（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换气损失功=X+（Y+W）排气损失功Y+W进气损失功X泵气损失功（X+Y-d）

对于增压内燃机而言，理论的换气过程是经过压缩的新鲜充量以增压压力p等压地流人气缸，b而排气则以p等压地排出，进气与排气压力值T均高于大气压力，且p＞p。这样，换气过程bT所获得的功(其值为正)为图中的矩形面积所示；而实际的换气过程中，换气过程所获得的功却是图中的封闭曲线面积，小于理论循环值，两者之差就是换气损失，其大小可由图中的阴影面积来表示。由于换气过程主要是由进气过程和排气过程所组成，因而其损失也是由进气损失和排气损失两部分组成。

排气损失自由排气损失（排气门提前打开损失）强制排气损失随着排气提前角的增大，自由排气损失增加，而强制排气损失减小，最有利的排气提前角，应当是使两者损失之和为最小。

进气损失合理调整配气定时，加大进气门的流通截面、正确设计进气管及进气道的流动路径以及降低活塞平均速度等，都会使进气损失减少

§2-2四冲程发动机充气效率一充气效率实际测量:柴油机：0.75～0.90，汽油机：0.70～0.85。

二充气效率的分析式下标0:大气状态下标a:进气终了时缸内状态下标r:排气终了时残余废气状态

§2-3影响充气效率的因素进气终了压力进气终了温度排气终了压力排气终了温度压缩比配气定时进气状态

一进气终了压力进气阻力转速：n??负荷：??????汽油机：负荷??节气门开度?（量调节）?；柴油机：负荷??循环供油量?（质调节）基本不变

二进气终了温度转速?，负荷?，柴油机：进、排气管分置两侧，避免排气管对进气管加热化油器式汽油机：进、排气管同置一侧，改善混合气形成

三排气终了压力p??残余废气量??η?rvn??p??η?（影响较小）rv

四排气终了温度T??η?rv五压缩比????η?v六配气定时七进气状态进气温度?，加热量?，η?v进气压力?，p/p不变，η基本不变aov

思考题汽车由平原行驶高原地区，发动机的功率下降是不是由于充气效率下降所致？为什么？

§2-4提高充气效率的措施减小流动阻力合理选择配气定时减小对新鲜空气的热传导减小排气阻力

一减小流动阻力1、进气门：进气门直径、四气门、气门升程阀顶过渡圆角R???f??η?；1vR???流动阻力??η?，R应v适中

进气马赫数M：进气门处气流的平均速度与该处音速的比值。进气平均马赫数M综合了进气门大小、形状、升程规律以及活塞速度等因素，并且其大小与发动机的转速成正比。研究发现，对于小型四冲程发动机，当Ma超过0.5后，充气效率急剧下降。

(1)增大进气门直径.

(2)增加进气门数目采用两进、两排的气门结构后，进气门面积之和可以达到气缸面积的30%，几乎比2气门提高30%~50%。双顶置凸轮轴；DOHC，DoubleOverheadCamshaft)4气门发动机

R双顶置凸轮轴四气门

Camshaft单顶置凸轮轴四气门结构InletrockarmInletvalve

图4—6是一个2L排量的4气门发动机与同排量2气门发动机的性能比较，显然，采用顶置凸轮轴4气门技术,可以便发动机的功率提高约15%~30%，转矩增大约5%~10%。经济性能也得到改善。

两进、两排的4气门结构在气缸盖缸中间部位往往难以布置即便是最小尺寸的火花塞，3气门结构，这样既能发挥多气门的优越性，结构又相对简单。5气门(三个进气门，两个排气门)

五气门布置R

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