第2章发动机的换气过程ppt课件.ppt

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1、第二章发动机的换气过程第一节四行程发动机的换气过程第二节四行程发动机的充气效率提高充气效率的措施第三节减小进气系统阻力第四节合理选择配气定时第五节进气管的动态效应第六节可变技术换气过程即更换气缸内工质的过程。换气过程包括排气过程和进气过程。对换气过程的要求：排气过程：尽可能干净地排出废气；进气过程：尽可能多地充入新鲜充量。每循环新鲜充气量的多少关系到发动机的动力性、经济性、排放性能、零件热负荷等各方面性能。本章目的：了解发动机换气过程进行情况、分析影响充气量的因素、寻找改善换气过程的途径。

2、四行程发动机进排气门通过能力在换气过程中，气阀的开度是由配气凸轮形线控制而变化，其流通面积fv是随气门升程变化的。气阀开启的流通面积角面值和时面值角面值：气阀或气口流通面积f的曲线与横坐标的所围的面积（流通面积曲线对曲柄转角的积分值），称为角面值。时面值的定义：流通面积f与时间t所围的面积当转速n不变时，即有角面值不随发动机转速而变化，而时面值则会相应的变化（如转速升高，时面值减小）。进排气气流的流通能力（流量）当流道前后的压力差为定值时，即流速c为常数时，时面值越大，流量越大；当流量为定值时，

3、时面值越大，所需流速越小，即流道压力差越小。结论：时面值表示了气阀与气口的流通能力。注意：柴油机在工作时，气口、气阀结炭，脏污，开度不足都会引起时面值减小，柴油机工作性能变差。第一节四行程发动机的换气过程一、换气过程概述从上一循环排气门开启到下一循环进气门关闭的整个时期，约占410°—480°曲轴转角。排气门开启进气门关闭进气门打开排气门关闭InletValveOpenExhaustValveOpenInletValveCloseExhaustValveClose1、排气提前角排气门在膨胀冲程到达

4、下止点前的某一曲轴转角位置提前开启的角度。增加排气流通面积（时面值or角面值），减少排气冲程所消耗的活塞推出功。作用定义选择影响膨胀损失和泵气损失,但对φc影响不大存在最佳值:30-80CABBDC(膨胀损失＋推出功损失)最小n↑,适当增大(提前)有关换气过程的几个角度排气门在上止点后关闭的角度。2、排气门迟闭角定义避免因排气流动截面积过早减小而造成的排气阻力的增加，使缸内的残余废气量增加。利用排气管内气体流动的惯性从气缸内抽吸一部分废气，实现过后排气。3.扫气作用。作用选择过小，惯性利用不够过大

5、，废气倒流存在最佳值：10-35CAATDC3、进气提前角为了增加进入气缸的新鲜充量，进气门在吸气上止点前提前开启的角度。作用定义在活塞下行时，进气门有足够大的开启面积，新鲜工质可以顺利流入气缸。冷却燃烧室壁面以降低Ta，提高充量系数。选择过小，进气不够过大，废气倒流进气管（回火）存在最佳值（10-40CABTDC)利用高速气流的惯性和压力差，在下止点后继续充气，增加发动机的进气量。4、进气门迟闭角为了增加进入气缸的新鲜充量，进气门在吸气下止点后，推迟关闭的角度。作用定义选择过小，惯性利用不够；过

6、大，新气推回进气管。对进气充量φc影响大存在最佳值（40-70CAABDC）气门叠开角定义：气门叠开所对应的曲轴转角。气门叠开角的选择自吸式汽油机<40°,进气管压力低于大气压，太大易回火自吸式柴油机～60°，进气管压力接近大气压增压柴油机＝80～160°，扫气扫气作用有利于扫除缸内的残余废气，增加进入气缸的新鲜充量。可用新鲜充量降低燃烧室内气缸盖、排气门、活塞顶、缸套的温度以及排气的温度。由于排气门的迟闭和进气门早开，出现进、排气门同时开启的现象。5、气门叠开通过同时开启进、排气门，让新鲜空气将

7、残余废气清除干净，这个作用称为扫气作用。换气过程：自由排气阶段强制排气阶段进气阶段气阀叠开和燃烧室扫气四冲程柴油机的定时图1、自由排气阶段A、排气阀在下止点前30°~80°打开，直到下止点后气缸压力接近排气管压力为止。由于废气的排出是在压差的作用下排出，故称为自由排气阶段。压差排气。从排气门打开至p≈pr。B、在此阶段根据气缸内外压差是否超过临界值，可分为:超临界排气：p/pr>[(k+1)/2]k/(k-1)=1.9。排气门处流速为声速，排气管内流速达超声速。此时期废气流量与排气管内的压力无关，

8、只取决于排气门开启截面和缸内气体的状态。亚临界排气：p/pr<1.9。排气管内流速为亚声速。此时期废气流量由缸内与排气管内的压力差来和气门开启面积来决定。自由排气结束：某一时刻，气缸内压力与排气管内压力相等。C、排气阀开启提前角要大，以便使排气阀在下止点的开度和下止点前的时面值足够大。但也不能太大，若太大将引起膨胀功的损失过多。D、自由排气一般在BDC后10°~30℃A结束。结束愈晚，下一阶段活塞排气消耗的功愈大。E、自由排气阶段虽然占整个排气时间的比例不大，但由于废气流速很高，排