柴油机的换气过程.ppt

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1、第五章换气机构与增压第一节柴油机的换气过程（四冲程机）第二节柴油机的换气机构（气阀及气阀传动机构）第三节柴油机的增压（废气涡轮增压）第四节增压器的检修（大纲不要求）换气过程的定义从排气过程、扫气过程到进气终止的整个气体更换过程。换气的意义换气过程质量直接影响柴油机的动力性、经济性、可靠性及排气污染，是柴油机工作优劣的先决条件。评定换气过程好坏的标志废气排除是否干净新鲜空气充入量新鲜空气消耗量二、四冲程柴油机的换气过程四冲程柴油机的定时图二、四冲程柴油机的换气过程换气过程：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自由排气阶段排气阀在下止点前30°~

2、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。在此阶段根据气缸内外压差是否超过临界值，可分为超临界阶段（排气管压力与气缸压力之比小于临界值（2/（k+1））k/（k-1））和亚临界阶段。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。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。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，排出的废气量占可达60%以上。强制排气阶段从自由排气结束到排气

3、阀关闭这一阶段排气过程是由活塞的推挤造成的，故称为强制排气阶段。当活塞到达上止点后向下运行的初期，由于排气行程中形成的高速排气流的惯性作用下，废气继续排出气缸，故称为惯性排气。因此排气阀在上止点后滞后关闭，一般排气迟闭角为10~70°(CA)。实现了过后排气，延长了排气时间，增大了气阀的时面值，可使废气排得干净，排气功减小，排气流的惯性得到充分利用。但过大的排气迟闭角会导致废气倒流，最理想的关闭角是当废气从气缸流出的流动刚好停止时。进气阶段从进气阀开启到进气阀关闭的阶段（活塞的抽吸+进气气流的惯性）进气提前开启角(10°~40°)和进气延后关闭角的目的是为了尽力吸入新鲜空气。进

4、气提前开启角过大会造成废气倒灌进气提前开启角过小则影响进气；进气延后关闭角过小会影响空气流动惯性而减小进气量，进气延后关闭角过大则使新鲜空气倒流出气缸并使有效压缩比减小。实际进气时刻：是气缸内压力低于进气管压力时才真正进入气缸。非增压柴油机的实际进气时刻在上止点后。气阀叠开和燃烧室扫气气阀重叠角的定义：在上止点前后，从进气阀开启到排气阀关闭这段时间进气阀和排气阀同时开启所对应的曲轴转角称为气阀重叠角。一般非增压机为20°~50°CA，增压机为80°~140°CA燃烧室扫气：在气阀叠开期间新鲜空气对燃烧室的清扫称为燃烧室扫气（一般只有增压四冲程柴油机才能实现燃烧室扫气）意义：新鲜

5、空气将燃烧室中残存的废气清扫到排气管新鲜冷空气对燃烧室壁面进行冷却三、二冲程柴油机的换气过程扫气压力pkpd---------Ⅰ自由排气阶段Ⅱ强制排气和扫气阶段Ⅲ过后排气阶段二冲程柴油机换气的特点以弯流扫气为例二冲程柴油机换气的特点与四冲程机比较：换气时间少（120~150℃A）换气依靠压差进行，由于存在掺混、死角及短路，换气质量差扫气耗功较多气缸容积利用率低（由于气缸下端开有气口）失效行程h：活塞在下止点位置时的活塞上平面到气口上边沿的距离。行程失效系数s：失效行程h与活塞行程S之比，即自由排气阶段（B-R）从排气口(阀)开启点B起到缸内压力与扫气压力pk相等的点R（进气开

6、始点）为止的这一阶段，叫做自由排气阶段。在此阶段中废气主要借缸内与排气管中的压力差(p-pr)经排气口高速流入排气管。在此阶段根据气缸内外压差是否超过临界值，也可分为超临界阶段和亚临界阶段。强制排气和扫气阶段(R-C)从进气开始R到活塞经下止点再上行而在C点关闭扫气口为止的阶段，叫做强制排气和扫气阶段。在此阶段主要靠新气与缸内废气的压力差，利用新气清扫废气，把废气从气缸中强制排出。显然，在此阶段内新气与废气发生掺混，并有部分新气经排气口排出过后排气阶段(C-E)从扫气口关闭的C点到排气口关闭的E点（压缩开始点）为止的阶段，叫做过后排气阶段。在此阶段缸内的部分新气将经仍开启着的排

7、气口排至排气管，因而这是一个损失新气阶段。希望此阶段越短越好。若使它与进气口同时关闭或早于进气口关闭，则可避免过后排气损失或实现过后充气。四、评定换气过程质量的参数残余废气系数r定义降低r值的措施充量系数(充气效率)v定义影响因素扫气效率s扫气过量空气系数k扫气系数S小结G0-换气结束后留在气缸内的新鲜空气量；Gs-进气口环境条件下充满气缸工作容积Vs的理论新鲜空气量；Gk-每一循环流过扫气口的新鲜空气量；Gr-留在气缸内的残余废气量作业定义充气系数v为换气结束后留在气缸内的新