发动机的换气过程PPT文件格式下载.ppt

发动机的换气过程PPT文件格式下载.ppt

《发动机的换气过程PPT文件格式下载.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机的换气过程PPT文件格式下载.ppt（83页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

T气体的绝对温度；

R气体常数Nm/（kgK）。

在超临界排气时期，废气流量与排气管内压力pr、发动机转速无关，只与气缸内的气体状态及气门开启截面积有关。

并且因排气流速甚高，在排气过程中伴有刺耳的噪声，所以排气系统必须装有消声器消声器。

（2）亚临界状态缸内压力与排气管内压力之比下降到1.9以下时，排气流动转入亚临界状态，废气流速降低，产生的噪音较小。

排出的废气量决定于气缸内及排气管内的压压力力差差。

压力差越大排出废气越多。

当到某一时刻气缸内与排气管内压力相等，自由排气阶段结束（一般下止点后1030曲轴转角）。

此阶段虽然历程很短，但因排气流速甚高，排出废气量达60%以上。

高高速速发发动动机机其其排排气气提提前前角角要要大大一一些些：

在自由排气阶段中，排出的废气量与发动机转速无关。

发动机转速高时，在同样的排气时间（以秒计）所相当的曲轴转角增大，因此，高速发动机排气提前角要大。

但不宜过大，否则会使排气损失加大。

一般排气提前角为3080曲轴转角。

随发动机转速的增加应相应增大增大排气提前角。

一般持续到下止点后1030（CA）结束。

自由排气阶段排出的废气量可达60%以上。

22、强制排气阶段：

、强制排气阶段：

自由排气阶段结束后，气缸内的废气将被上行活塞强制推出，直到排气门关闭这一过程就是强制排气阶段强制排气阶段。

缸内平均压力要缸内平均压力要略高于略高于排气管内的平均压力排气管内的平均压力。

克服排气门、排气道处的阻力，一般高出10kpa左右。

气体的流速越高，此压差越大，消耗的功越多。

一般一般排气门迟闭角为排气门迟闭角为10103535（CA）CA）。

惯性排气33、进气过程：

、进气过程：

从进气门开启到关闭的全过程准备进气：

进气提前角一般为004040（CA）。

正常进气：

新鲜气体充入气缸。

惯性进气：

进气迟闭角一般为40407070（CA）。

尽管利用过后充气可以有效地增加进入气缸的空气量，但过大的进气迟闭角，会使得低速时发生缸内气流倒流进入进气管的现象，也会影响有效压缩比，从而影响压缩终了温度，使发动机的冷起动困难。

因此，合理的进气定合理的进气定时是十分重要的时是十分重要的。

44、气门重叠和燃烧室扫气过程、气门重叠和燃烧室扫气过程在排气行程上止点附近出现进、排气门同时开启的特殊现象，称为气门气门重重叠叠，相应的角度是气门重叠角，它是排气迟闭角与进气提前角之和。

一方面，一方面，有利于扫除缸内残余废气，增加进气量，特别是增压发动机，扫气更明显；

另一方面，另一方面，又可以降低燃烧室内气缸盖、排气门、活塞顶、缸套的温度。

作用：

n气气门门重重叠叠角角的的选选择择以以新新鲜鲜充充量量不不流流入入排排气气管为原则管为原则。

n增增压压柴柴油油机机都采用比非增压柴油机大的气门重叠角，一般为80160（CA）；

n气门重叠角过大，会使气门与活塞发生相撞，一般非增压柴油非增压柴油机机的气门叠开角在2060（CA）范围内。

换气损失换气损失排气损失进气损失二、排气损失二、排气损失nn定定义义:

从排气门提前开启，直到进气行程开始、缸内压力到达大气压力之前,所损失的循环功。

nn构成构成:

a.自自由由排排气气损损失失W：

由于排气门提前打开而引起的膨胀功的减少。

b.强强制制排排气气损损失失Y：

活塞上行强制推出废气所消耗的功。

nn影响因素影响因素:

（1）随着排排气气提提前前角角的增大，膨胀损失增加，而推出损失功减小，因此，最最有有利利的的排排气气提提前前角角，应应当当是是使使两两者者损损大大之和之和（W+Y）为最小。

为最小。

（2）发动机的转速发动机的转速增高时两者之和在总体上呈现增加的趋势。

降低排气损失的主要方法降低排气损失的主要方法:

减小排气系统的阻力和排气门处的流动损失。

三、进气损失三、进气损失Xn进气损失进气损失主要是指进气过程中，因进气系统的阻力面引起的功的损失，与排气损失相比进气损失较小小。

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。

n排气损失与进气损失之和称为换气损失换气损失（W十Y十X）。

n泵气损失泵气损失（X+Y-uX+Y-u）：

）：

在实际循环示功图中把面积（x+y-uu）相当的负功称为泵气损失。

这部分损失放在机械机械损失损失中加以考虑。

一般而言，所有减少换气损失的措施以及以后将要讨论到的提高充量系数的途径，对降低泵气损失都是有利的。

另外，由于二冲程内燃机没有单独的由于二冲程内燃机没有单独的进、排气活塞行程，所以泵气功为零进、排气活塞行程，所以泵气功为零。

第二节第二节四冲程发动机的充量系数四冲程发动机的充量系数n换气的目的是尽量排净废气，最大限度充入新气，以完善燃烧，提高效率。

n评价发动机的换气质量，可用充量系充量系数数（充量效率、容积效率充量效率、容积效率）、残余废气系数来衡量。

一、充量系数充量系数cn定义定义：

内燃机每缸每循环实际进入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比值。

进气状态进气状态：

指空气滤清器后进气管内的气体状态，即进人气缸前气体的热力学状态，如温度与压力等。

非增压：

通常取为当地的大气状态大气状态。

增压：

增压器出口状态。

式中：

ma实际进入气缸的新鲜空气质量V1实际进入气缸的新鲜空气在进气状态下的体积ms进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量Vs气缸工作容积1一般非增压发动机在全负荷时的c汽油机顶置气门：

0.750.85侧置气门：

0.700.80柴油机0.750.90二、影响充量系数的因素二、影响充量系数的因素1）进气门关闭时，缸内工质的总质量ma：

进气门关闭时气缸容积：

（Vs+Vc），则式中：

进气门关闭时气缸工质的密度2）排气门关闭时缸内工质的质量mr排气门关闭时缸内体积为Vr，则式中：

排气门关闭时气缸工质的密度3）每循环充入气缸新鲜充量的质量m1为残余废气4）进入气缸的混合气量：

循环燃料量又，则：

令：

混合气的空气量比例系数令式中：

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。

残余废气系数残余废气系数：

进气过程结束时气缸内残余废气量与进入气缸内的新鲜空气的比值。

影响充量系数的因素有进气的状态、进气终了的汽缸压力和温度、残余废气系数、压缩比及进排气相位角等。

（二）影响充气效率的因素

（二）影响充气效率的因素1进气终了时的压力PaPa对对cc有有重重要要影影响响，Pa愈愈高高，cc值值愈愈大大Pa=PsPa式中，pa为气体流动时，克服进气系统阻力而引起的压降（kPa）。

一般可写成式中管道阻力系数；

进气状态下气体的密度；

V管道内气体的流速（m/s）。

可见，pa主要取决于各段管道的阻力系数和气体流速。

若大、V高时，pa增加，使pa下降。

转速和负荷对进气压力的影响转速和负荷对进气压力的影响1）转速转速当节气门位置一定时，n增加，Pa降低。

2）负荷负荷汽油机：

当节气门关小时，节流损失增加，引起Pa下降。

且Pa随转速的增加而下降的愈快，即曲线变化愈陡。

柴油机：

负荷调节为“质调节”，负荷减小时Pa变化很小。

2进气终了的温度进气终了的温度TaTa高于进气状态温度，Ta越高，充入气缸的工质密度越小，c值愈低。

引起引起Ta升高的原因升高的原因是:

1）新鲜工质进入发动机与高温零件接触而被加热。

2）新鲜工质与高温残余废气混合而被加热。

转速和负荷对转速和负荷对Ta的影响的影响1）转速：

当负荷不变而转速增加时，由于新鲜工质与缸壁等接触时间短，传热量少，所以Ta稍有下降。

2）负荷：

当转速不变而增加发动机负荷时，缸壁等零件温度升高，Ta有所上升。

措施措施：

将高温排气管与进气管分置于气缸两侧，控制进气预热，适当加大气门叠开角等，均有利于降低Ta。

3.残余废气系数残余废气系数1）增加，增加，cc降低降低，燃烧恶化，油耗、排放增加，2）压缩比提高，残余废气系数减小。

3）排气压力高，废气多，充气效率降低。

4）排气系统阻力大，排气压力高，废气多。

4配气定时配气定时由于进气门迟闭而1,新鲜充量的容积减小,但Pa值却可能因有气流惯性而使进气有所增加,合适的配气定时应考虑Pa具有最大值。

5压缩比压缩比压缩比增加,压缩容积减小,残余废气量随之减小,因而cc有所增加。

6.进气状态进气状态第三节第三节提高发动机充量系数的措施提高发动机充量系数的措施n进气系统进气系统：

空气滤清器或加进气消声器、化油器或喷油器、节气门、进气管、进气道和进气门等组成。

n减少各段通道的阻力，增大其流通能力，是提高充气效率，改善发动机性能的主要途径。

提高充量系数措施提高充量系数措施降低进气系统的阻力损失，提降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的高气缸内进气终了时的压力压力pa降低排气系统的阻力损失，以降低排气系统的阻力损失，以减小缸内的减小缸内的残余废气系数残余废气系数r减少高温零件在进气系统中对减少高温零件在进气系统中对新鲜充量的加热，以降低进气新鲜充量的加热，以降低进气终了时的终了时的充量温度充量温度Ta重要重要重要重要结构一定结构一定结构一定结构一定,即即即即cc一定一定一定一定合理选择相位角合理选择相位角谐振进气与可变进气支管谐振进气与可变进气支管进气阻力进气阻力进气阻力进气阻力沿程阻力沿程阻力沿程阻力沿程阻力局部阻力局部阻力局部阻力局部阻力管道摩擦阻力管长和管内流动面上的表面质量有关管长和管内流动面上的表面质量有关管长和管内流动面上的表面质量有关管长和管内流动面上的表面质量有关它是由于流通截面大小、形状以及流动方向变化，它是由于流通截面大小、形状以及流动方向变化，它是由于流通截面大小、形状以及流动方向变化，它是由于流通截面大小、形状以及流动方向变化，在局部产生涡流损失所引起的在局部产生涡流损失所引起的在局部产生涡流损失所引起的在局部产生涡流损失所引起的（一一）降低进气系统的流动阻力降低进气系统的流动阻力进气系统的构成沿程阻力沿程阻力沿程阻力沿程阻力局部阻力局部阻力局部阻力局部阻力进气阻力进气阻力进气阻力进气阻力沿程阻力并不大沿程阻力并不大沿程阻力并不大沿程阻力并不大管道较短，壁面比较光滑流道中的主要损失流道中的主要损失流道中的主要损失流道中的主要损失它由一系列的局部阻力叠加而成它由一系列的局部阻力叠加而成它由一系列的局部阻力叠加而成它由一系列的局部阻力叠加而成进气门座处进气门座处进气门座处进气门座处空气滤清器空气滤清器空气滤清器空气滤清器流道转弯处流道转弯处流道转弯处流道转弯处降低进气系统的降低进气系统的