第1讲 内燃机的换气过程

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1、第二章内燃机的换气过程发动机排出废气和充入新鲜气体的全过程称为换气过程。单位时间内进入气缸的充气量的多少是决定发动机输出功率大小的因素。本章目的：在尽可能小的换气损失下，尽可能多的充入新鲜气体，以获得更高的输出功率和扭矩。保证各缸循环进气量的差异在允许的范围，以免对整机产生不利影响。进气过程中在缸内所形成的气体运动应能保证燃烧的要求本章主要内容：四冲程发动机的换气过程四冲程发动机的充气效率提高四冲程发动机充气效率的措施二冲程发动机的换气过程第一节四冲程发动机的换气过程一、换气过程：从排气门开启直到进气门关闭的全过程；约占410~480⁰CA。换气过程自由排气

2、强制排气进气气门叠开1排气过程自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力p接近排气管压力pr这个时期。超临界排气时期：p/pr>1.9当地音速K-绝热指数R-气体常数〔N•m/（kg·K）〕T-气体的绝热温度废气流量和pr无关，只取决于气缸内气体状态和排气门有效开启面积。亚临界排气时期：气体流速远远低于音速。自由排气在下止点后10~30⁰CA结束，但排气量占60%。强制排气阶段：活塞上行强制将废气排出的过程，直到上止点后结束。由于排气阻力，缸内压力略高于排气管内的压力。属于亚临界排气。2进气过程进气过程：从进气门早开点到晚关点约230~265⁰CA的全过程。进气开

3、始，活塞下行使得缸内压力下降，产生真空开始吸气；进气接近终了，速度的滞止，压力又有所增加。由于进气流动阻力，使得进气终了气缸压力低于进气压力。由于被加热升温，使得进气终了的温度高于进气温度。上述原因使得实际充气量低于理论充气量。3气门重叠气门重叠：进排气门同时开启的时期。自然吸气式汽油机：气门重叠角要小，避免小负荷时气体倒流，出现回火现象。自然吸气式柴油机：无回火现象，可适当增大增压柴油机：由于进气压力高于排气背压，可利用进气进行扫气，降低热负荷，冷却高温零件，故气门重叠角较大。（80~160CA）二、配气相位进、排气门开始开启和关闭时刻及其持续的时间用曲

4、轴转角来表示。配气相位角变化范围排气提前角：在下止点前40～80打开排气迟闭角：在上止点后10～35关闭进气提前角：在上止点前0～40吸气进气迟闭角：在下止点后40～80关闭气门叠开角=进气提前角+排气迟闭角（非增压：20～60CA；增压：80～160CA。）配气相位的作用进气门早开：增大气门开启时流通截面积，减小进气阻力，保证充气顺利进气门晚开：利用下止点时高速气流的惯性，在不排出气体的情况下，增加进气量。排气门早开：在不影响作功基础上，利用压差自动排气，减小排气行程阻力。排气门晚开：利用气流惯性充分排气。三、换气损失换气损失=排气

5、损失+进气损失排气损失是从排气门提前打开，直到进气行程开始，气缸内压力到达大气压力之前，循环功的损失。进气损失：由于进气系统阻力所造成的损失功。换气损失=排气损失+进气损失W+X+Y排气损失自由排气损失：由于排气门提前开启而造成的膨胀功的损失。强制排气损失：活塞强制推出废气所消耗的功。四、泵气损失泵气损失=x+y-d这部分损失放在机械损失中加以考虑五、排气提前角对排气损失的影响排气提前角太大：自由排气损失大排气提前角太小：强制排气损失大最佳排气提前角：自由排气损失+强制排气损失=最小（W+Y）=最小六、转速对最佳排气提前角的影响最佳排气提前角不是固定不变的。

6、随着转速的上升，最佳排气提前角也要相应增大。思考题如何选择合理的排气提前角？进气迟闭角如何影响发动机的性能？