发动机换气过程课件

四冲程发动机的换气过程报告人:隋美丽2012年9月四冲程发动机的换气过程报告人:隋美丽1内容介绍二、四冲程发动机的换气损失三、四冲程发动机的充气效率一、四冲程发动机的换气过程内容介绍二、四冲程发动机的换气损失三、四冲程发动机的充气效率2一.四冲程发动机的换气过程发动机换气过程课件3换气过程的作用:排除缸内废气并充入尽可能多的新鲜工质,同时功耗要少。换气过程对性能的影响影响汽车的动力性、经济性、排放等换气过程的作用:4四行程发动机换气过程包括从排气门开启直到进气门关闭的整个时期，约占410°--480°曲轴转角。自由排气强制排气进气气门叠开换气过程四行程发动机换气过程包括从排气门开启直到进气门关闭的整个5用曲轴转角表示进排气门开启到关闭的时候和持续的时间，称为配气相位（定时）。

通常把配气相位用相当于上下止点曲轴转角的环形图表示成为配气相位图。发动机换气过程课件6

进气提前角排气提前角进气迟闭角排气迟闭角进气提前角排气提前角进气迟闭角排气迟闭角71、自由排气阶段—--废气根据自身的压力自行排出从排气门打开到气缸压力接近了排气管压力的这个时期称为自由排气阶段1)超临界状态2)亚临界状态1、自由排气阶段—--废气根据自身的压力自行排出8从排气门开始打开到下止点这段曲轴转角，称为排气提前角(一般为30°--80°曲轴转角)从排气门开始打开到下止点这段曲轴转角，称为排气提前角(一般为9思考为什么排气门是在活塞到达下止点之前开启？a.增加流通截面积，降低气缸压力；b.减少排气时所消耗的活塞推出功；c.高温废气的早排，还可以防止发动机过热。思考为什么排气门是在活塞到达下止点之前开启？a.增加流通截面10自由排气阶段的特点

排气量与转速无关，时间虽短，排除的废气量60%以上自由排气阶段结束的标志:缸内压力=排气管压力自由排气阶段的特点112、强制排气阶段-----废气是由活塞上行强制推出克服排气系统阻力，通过活塞强制排出废气亚临界状态2、强制排气阶段-----废气是由活塞上行强制推出12从上止点到排气门完全关闭这段曲轴转角，称为排气迟闭角，一般为10°--35°曲轴转角。从上止点到排气门完全关闭这段曲轴转角，称为排气迟闭角，一般为13思考为什么排气门是在活塞到达上止点之后关闭？a.减少活塞消耗功,利用缸内外压力差继续排气；b.利用惯性继续排气。思考为什么排气门是在活塞到达上止点之后关闭？a.减少活塞消耗143.进气过程是活塞下行，缸内容积增加，同时使缸内压力下降使得环境压力-缸内压力〉进气阻力，从而吸入新鲜工质。3.进气过程15进气提前角：进气门一般在上止点前0°--40°曲轴转角开始打开。进气迟闭角：进气门一般在下止点后40°--70°曲轴转角才关闭。发动机换气过程课件16思考为什么进气门是在活塞到达上止点之前开启？增大进气通道截面，减少气阻。思考为什么进气门是在活塞到达下止点之后关闭？利用压差和惯性继续进气思考为什么进气门是在活塞到达上止点之前开启？增大进气通道截面17气门重叠排气门迟闭气门叠开进气门早开气门重叠18气门重叠的作用：通过同时开启的进排气门用新鲜工质将残余废气清扫干净，这个过程为扫气过程。扫气过程的作用:清除残余废气，减少残余废气系数；减低高温零件的温度。气门重叠角以新鲜工质不进入排气管为原则气门重叠的作用：19配气相位图

非增压发动机中，重叠角一般为20°--60°曲轴转角。增压发动机重叠角一般为80°--160°曲轴转角

思考为什么增压发动机气门重叠角大于非增压发动机?配气相位图非增压发动机中，重叠角一般为20°--60°曲轴20不会思考气门重叠会不会产生废气倒流进气管或新鲜工质随废气排出的现象？a.叠开时气门开度小，重叠时间极短；b.进、排气流各自有自己的流动方向和流动惯性；c.进气流有助于更好地排气。不会思考气门重叠会不会产生废气倒流进气管a.叠开时气门开度21

合理的配气相位是根据发动机的结构形式、转速等因素通过反复试验而确定的。结构不同，配气相位也不同。1、在发动机低速工作时减小气门提前开启角和迟后关闭角。2、在发动机高速工作时增大气门提前开启角和迟后关闭角。合理的配气相位是根据发动机的结构形式、转速等因素通22小结自由排气—排气门早开强制排气—排气门迟闭进气燃烧室扫气进气门早开进气门迟闭气门叠开通过本节的学习可以得知发动机的换气过程影响发动机的动力性、经济性和排放性等。小结自由排气—排气门早开进气进气门早开气门叠开23二.四冲程发动机换气损失发动机换气过程课件24W-自由排气损失Y-强制排气损失X-进气损失Y+X-d-泵气损失发动机换气过程课件25换气损失（W+Y+X）理论循环换气功与实际循环换气功之差。泵气损失（X+Y-d）进气损失--X排气损失自由排气损失--W强制排气损失--Y换气损失（W+Y+X）进气损失--X排气损失自由排气损失--26⑴e`（排气门太早开启）如果排气提前角↑，则w↑，y↓

所以：最有利的排气提前角，必须是使（w+y）最小。⑵e``（排气门太晚开启）排气提前角↓，则w↓，y↑

如何使排气损失最小?e’e”⑴e`（排气门太早开启）所以：最有利的排气提前角，必须27小结

在所有的损失中排气损失占绝大部分的，因此适当匹配排气提前角，使得W+Y的面积最小，可以降低换气损失，从而提高发动机的性能。小结28三、四冲程发动机的充气效率发动机换气过程课件29充气效率实际进入气缸的新鲜工质量（m1）与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质量（ms）的比值。发动机换气过程课件30充气效率计算公式：m1、v1：进气状态下，实际进入气缸的新鲜工质质量、体积ms、vs：进气状态下，充满工作容积的新鲜工质质量、气缸工作容积充气效率计算公式：m1、v1：进气状态下，实际进入气缸的新鲜31影响充气效率因素的公式推导假设进气完成后缸内残余废气质量mr，进入新鲜工质的质量为m1，则进气终了缸内总工质质量ma=mr+m1。影响充气效率因素的公式推导32残余废气质量mr与新鲜工质m1之比，即残余废气系数r=mr/m1则有m1=ma/（1+r）残余废气质量mr与新鲜工质m1之比，即残余废气系数33影响充气效率因素的公式推导进气终了时气缸内总容积va’（有效进气容积）与气缸总容积va的比值为ξ〈１（有效进气体积系数）影响充气效率因素的公式推导34影响充气效率因素的公式推导影响充气效率因素的公式推导35影响充气效率因素的公式推导因为ＰＶ＝ｍＲＴ有Ｐ／ＲＴ＝ｍ／Ｖ＝ρVa/Vc=εVs/Vc=(Va-Vc)/Vc=ε-1影响充气效率因素的公式推导36影响充气效率因素的公式推导将上式分子分母同除以Vc,且对于理想气体有Ra为常数,可以推出影响充气效率因素的公式推导37影响充气效率的因素进气终了的压力Pa和温度Ta残余废气系数r气门正时引起的有效进气体积系数ξ压缩比ε环境的压力Ps和温度Ts

影响充气效率的因素38进气终了的压力Pa进气终了的压力Pa39流动阻力公式流动阻力公式40转速对充气效率的影响转速对充气效率的影响41负荷对充气效率的影响（汽油机）负荷对充气效率的影响（汽油机）42负荷对充气效率的影响（柴油机）负荷对充气效率的影响（柴油机）43进气终了温度对充气效率的影响高温零件要给进气加热残余废气给进气加热改善冷启动性进气加热影响进气终了温度：负荷越大温度越大转速增加温度降低进气终了温度对充气效率的影响高温零件要给进气加热影响进气终了44残余废气系数对充气效率的影响残余废气系数对充气效率的影响45配气定时(主要是进气迟关角的影响)在低速时,由于进气惯性小,而进气迟关角一定,产生进气倒流现象,导致ηv↓。配气定时(主要是进气迟关角的影响)46压缩比对充气效率的影响压缩比对充气效率的影响