发动机的换气过程

1、 第三章发动机的换气过程了解：二冲程发动机的换气过程。理解：配气相位，充气效率和影响因素。掌握：四冲程发动机的换气过程。换气过程是排气过程和进气过程的通称，包括从排气门开启直到进气门关闭的整个时期，约占380450°曲轴转角。 换气过程的任务是将缸内空气排出干净,并充入尽量新鲜冲量. 第一节 四冲程发动机的换气过程一、 换气过程（一） 排气阶段自由排气阶段从排气门打开到汽缸压力接近于排气管压力。 一开始，排气的流动处于超临界状态，最小截面处气体以音速流动，其供气量与排气门前后的压差无关，只决定于气门的开启面积和气体的状态。随着活塞的推移，当气体以亚临界状态流动时，排出的废气量由气缸内

2、与排气管内的压力差决定。自由排气阶段，虽然占整个排气时间虽短,但废气流速很高,废气排出量占60以上。 从排气门打开到活塞行至下止点的曲轴转角为排气提前角（40- 80°）。2强制排气阶段从缸内压力接近排气管压力到活塞于上止点。3、惯性排气阶段 从活塞于上止点到排气门关闭 从活塞于上止点到排气门关闭的曲轴转角为排气滞后角。（二）进气过程1、 准备进气阶段 从进气门打开到活塞于上止点 从进气门打开到活塞于上止点的曲轴转角为进气提前角(10-30°)2正常进气阶段 从活塞于上止点到下止点3、惯性进气阶段 从活塞于下止点到进气门关。 从下止点到进气门完全关闭时的曲轴转角为进气滞后角

3、（4080°）（三）气门重叠角 在上止点附近进、排气门同时开启的曲轴转角称为气门重叠角。 非增压进排气门重叠角一般为20-60°,增压柴油机,因其进气压力高,故需较大的气门重叠角,一般为80-160°.此时总有一定数量的新鲜充量直接扫过燃烧室,帮助清除废气后进入排气管,称为燃烧室扫气过程.二、换气损失排气损失提前排气损失：排气门提前打开引起的损失。 强制排气损失y：活塞上行强制推出废气的损失。 随着排气提前角的增大,膨胀损失增加,推出损失减小,所以适当的排气提前角应使两者之和最小。 2、进气损失x进气系统阻力所引起的损失。 换气损失排气损失+进气损失+ y+ x。

4、实际示功图中,把（x+y-d）泵气损失,归到机械损失中，把、d方入指示效率中考虑。第二节 四冲程发动机的充气系数一、充气系数每循环实际新鲜充气量与在进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充气量0之比。用v表示。v/o对非增压发动机，进气状态指空气滤清器后进气管内的气体状态，近似于大气状态。oPoVh/RTo a+r + r.（1+r）a/1+r1/1+r . PaVa/ RTar残余废气系数，指每循环气缸内的废气质量r与新鲜气体的质量之比值。rr/v 1/（1+r）·/(-1) ·Pa/Po·To/Ta二、v与Pe、Ne的关系1、 Pe We/ Vh Q1e/ Vh g

5、 Hu·e/ Vh G/LO · Hue/ Vh G0v/LO · Hue/LO Vh P0 Vh/RT0 · vHue/LO Vh P0/RT0 ·Huve/LO K ·1/·ve K·1/·vim2、 NePe ·Vh·n i /30 NeK1·1/· vim·n3、由于Pe正比于Me MeK2·1/·ve K2·1/·vmI三、影响充气系数的因素1、压缩比 Pa v2、进气终了状态Pa vTa v3、残余废气系

6、数r rv4、大气状态 Po Pa Pa/ Po变化不大 v变化不大 To Ta To/Ta 变化不大 v变化不大 但是，由于PoTo使G故发动机没劲。5、转速nn流速流动阻力pav 6、负荷汽油机（量调节）负荷 进气阻力 v柴油机（质调节）负荷 进气阻力变化不大 v变化不大。7、配气相位 n惯性进气滞后角不足，惯性未被利用n惯性进气滞后角有余，新气易倒流进气滞后角获最大v的转速提高四、提高充气系数的措施1、减小进气系统的阻力 Pa v（1）减小空滤器的阻力设计低阻高效，使用保养清洁。（2）减小化油器的阻力化油器喉管的阻力，取消化油器，采用汽油喷射。（3）减小进气管、道的阻力汽油机歧管矩形断面小流速快汽化好阻力大柴油机歧管圆形断面大流速慢汽化差阻力小设计合理选择断面，弯少避免突变。使用清除积炭、安装正确、保持畅通。（4）减小进气门的阻力增大进气门直径增加进气门数目增加进气门升程改善气门头与杆的过渡形状2、减小排气系统的阻力使用清除积炭、安装正确、保持畅通。3、合理进气予热 柴油机进、排气管分两侧布置4、合理配气相位进气迟闭角5、可变进气系统可变配气相位 低速，进气滞后角小防止新气倒流 高速，进气滞后角大充分利用气体流动惯性可变进气管道