汽车发动机原理（第5版） 课件 第二章 四冲程内燃机的换气过程

汽车发动机原理

（第5版）Contents第一章内燃机性能指标及实际循环计算方法第三章柴油机混合气形成和燃烧第五章代用燃料发动机及新能源汽车第七章内燃机的废气涡轮增压第二章四冲程内燃机的换气过程第六章内燃机噪声、排放污染及防治第四章汽油机混合气形成和燃烧第八章内燃机特性第二章四冲程内燃机的换气过程第一节换气过程与换气损失第二节充气效率第三节影响充气效率的各种因素第四节提高充气效率的措施第五节进气管内的动力效应第六节内燃机可变技术1.换气过程第一节换气过程与换气损失自由排气阶段强制排气阶段进气过程气门叠开和燃烧室扫气2.换气损失和泵气损失第一节换气过程与换气损失换气损失排气损失自由排气损失强制排气损失进气损失泵气损失1.充气效率的实验测定第二节充气效率实际内燃机充气效率可用实验方法直接测定，对于非增压内燃机，可视燃烧室没有扫气，用流量计(如标准孔板)来实测内燃机吸入的总充气量Ｖ(ｍ３/ｈ)，而理论充气量Ｖｓｈ可由下式算出:式中:Ｖｈ———汽缸工作容积，Ｌ，ｉ———汽缸数ｎ———内燃机转速，ｒ/ｍｉｎ。由此可得实验测定的充气效率值为：2.充气效率的分析式第二节充气效率

第三节影响充气效率的各种因素

图2-6不同转速下的进气压力图2-7不同节气门开度、不同转速时的进气压力

第三节影响充气效率的各种因素

3.压缩比ε与残余废气系数γ第三节影响充气效率的各种因素

4.配气定时第三节影响充气效率的各种因素

5.进气(或大气)状态第三节影响充气效率的各种因素

1.减少进气门处的流动损失第四节提高充气效率的措施进气马赫数Ｍ内燃机进气马赫数Ｍ是进气门处气流平均速度ｖｍ与该处音速ａ的比值减小进气门处的流动损失增大进气门直径，配置适当大小的排气门采用四气门结构(二进、二排))改善进气门和气门座处的流体动力性能2.减小整个进气管道对气流的阻力第四节提高充气效率的措施空气滤清器加大流通有效面积，改进滤清性能，经常清理维护，及时更换滤芯。进气管和汽缸盖中的进气道保证有足够的流通截面，注意管道内表面粗糙度，避免急转弯及流通截面突变而产生的阻力。3.减少对新鲜工质的热传导第四节提高充气效率的措施内燃机工作过程中所产生的热量，会不可避免地对进气系统中的新鲜工质造成影响。新鲜工质受到热传导引起的温升和很多因素有关，除了在设计上对热传导与传热损失做周密的考虑外，在运转条件方面，降低活塞、进排气门等零件温度和减少新鲜充量接触面积，都有利于减少热传导对新鲜充量的影响。4.减小排气系统对气流的阻力第四节提高充气效率的措施

5.合理选择配气定时第四节提高充气效率的措施配气定时的合理程度应按下列几个方面来综合评定:(１)提高充气效率以保证发动机的动力性能；

(２)合适的充气效率特性以适应发动机转矩特性的需要；

(３)较小的换气损失以保证发动机的经济性能；

(４)必要的燃烧室扫气作用以保证高温零件的热负荷得以适当降低，达到可靠运转；

(５)合适的排气温度；

(６)降低噪声及排气污染5.合理选择配气定时第五节进气管内的动力效应惯性效应惯性效应的收益与配气定时中的进气迟闭角有直接关系，随着进气迟闭角β的增大，最佳ϕｔ范围(即最佳转速范围)向增大方向移动。

5.合理选择配气定时第五节进气管内的动力效应波动效应本循环波动效应(谐波增压进气系统)上一循环波动效应当进气门关闭后,进气管内的气柱还在继续波动,对下一循环的进气量造成影响,即称为上一循环波动效应图2-14本循环波动效应说明图2-15波动效应1.可变进气管第六节内燃机可变技术图２-１７可变进气管１进气门２空气滤清器３进气软管４节气门５稳压室６长进气管７短进气管兼谐振器８转换阀图２１８里卡多公司设计的可变进气管ａ)中、低转速ｂ)高转速2.可变气门正时第六节内燃机可变技术图２-１９气门正时可变机构ａ)提前,ｂ)推后１可动活塞２正时带轮３外壳４凸轮轴５凸轮轴正时控制阀６阀轴７返程弹簧８内齿轮９外齿轮气门正时可变2.可变气门正时第六节内燃机可变技术图２-20气门升程可变机构气门升程可变气门升程可变,是在凸轮轴上装置两组凸轮,分别为低速使用的低升程、短持续期进气凸轮和高速使用的高升程、长持续期进气凸轮。这种可变系统可以满足高、低速对配气正时的不同要求，保证高、低速良好的性能，但机构复杂。第六节内燃机可变技术调节实际压缩比和膨胀比调节进气涡流取消节气门无凸轮配气机构内部废气再循环有利于实施断缸技术减速、制动功用可变气门正时技术的其他优势或潜在功能2.可变气门正时3.压缩比可变技术第六节内燃机可变技术压缩比的改变是通过调节燃烧室的体积而实现的。改变燃烧室体积的方法有较多种，基本可分为三类：其一改变活塞上止点位置; 其二改变汽缸盖与活塞顶的相对位置;其三改变汽缸盖底部的形状.3.压缩比可变技术第六节内燃机可变技术多连杆可变压缩比机构图２-21多连杆可变压缩比机构ａ)机构组成ｂ)高压缩比时ｃ)低压缩比时由于曲轴上的曲柄长度缩短,减少了活塞的摆动幅度,进而减少了活塞与汽缸壁之间的摩擦,。也因为多连杆结构的特殊性,使内燃机惯性振动大大减弱,可无须平衡轴,但是可变机构较复杂,增加转速迟缓。3.压缩比可变技术第六节内燃机可变技术汽缸盖可动式可变压缩比机构图２-21多连杆可变压缩比机构ａ)机构组成ｂ)高压缩比时ｃ)低压缩比时萨博公司将内燃机分为上、下两部分，上部为做成一体的汽缸盖和汽缸筒，下部由曲轴、活塞、连杆、机体组成，两部分通过橡胶密封件密封连接并与曲轴箱隔开，可以在一定程度上实现相对运动。4.二冲程