《汽车发动机原理》-第2章-发动机的换气过程解析课件.ppt
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- 汽车发动机原理 汽车发动机 原理 发动机 换气 过程 解析 课件
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1、第二章第二章 发动机的换气过程发动机的换气过程Process in Engine Exchanging Gas 教师:许兆棠教师:许兆棠淮阴工学院淮阴工学院第一节第一节 四冲程发动机的换气过程四冲程发动机的换气过程第二节第二节 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 作业及复习题作业及复习题下止点上止点第一节第一节 四冲程发动机的换气过程四冲程发动机的换气过程一、一、换气过程换气过程:四冲程发动机的换气过程包括四冲程发动机的换气过程包括从排气门从排气门开启到进气门关闭开启到进气门关闭的整个时期。约占的整个时期。约占410 48
2、0曲轴转角。曲轴转角。p25 换气过程可分作换气过程可分作自由排气自由排气、强制排气、强制排气、进气进气和和燃烧室扫气燃烧室扫气四个阶段。四个阶段。1、自由排气阶段、自由排气阶段 从排气门开启到气缸压力接近于排气管内压力的从排气门开启到气缸压力接近于排气管内压力的时期,称为时期,称为。排气提前角排气提前角:从排气门开启到活塞行至下止点:从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为,一般为所对应的曲轴转角称为,一般为3080曲轴转角。曲轴转角。2 2、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,这一过程就是行活塞强制
3、推出,这一过程就是。排气提前角排气提前角:从上:从上止点止点到排气门完全关闭终了所到排气门完全关闭终了所对应的曲轴转角,一般为对应的曲轴转角,一般为1035曲轴转角。曲轴转角。3 3、进气过程、进气过程从进气门开启到关闭的全过程从进气门开启到关闭的全过程准备进气准备进气:进气提前角进气提前角一般为一般为004040(CA)(CA)。正常进气正常进气:新鲜气体充入气缸。:新鲜气体充入气缸。惯性进气惯性进气:进气迟闭角一般为进气迟闭角一般为40407070(CA)(CA)。4 4、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、排气门同时开启在排气行程上止点附近出现
4、进、排气门同时开启的特殊现象,称为的特殊现象,称为,相应的角度是气门重,相应的角度是气门重叠角,它是排气迟闭角与叠角,它是排气迟闭角与 进气提前角之和。进气提前角之和。气门重叠角的选择以新鲜气门重叠角的选择以新鲜充量不流入排气管为原则充量不流入排气管为原则。增压柴油机增压柴油机的气门重叠角的气门重叠角一般为一般为80160(CA);非增压柴油机非增压柴油机的气门叠开的气门叠开角在角在2060(CA)范围内。范围内。二、排气损失二、排气损失从排气门提前开启,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。a.自由排气损失自由排气损失W:由于排气门提前打开而引起的膨胀功的减少。b.强制
5、排气损失强制排气损失Y:活塞上行强制推出废气所消耗的功。三、进气损失三、进气损失X 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、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低活塞平均速度等,都会使进气损失减少。,都会使进气损失减少。排气损失与进气损排气损失与进气损失之和称为失之和称为换气损换气损失失(W十十Y十十X)。泵气损失泵气损失(X+Y-uX+Y-u):):在实际循环示功图在实际循环示功图中把面积中把面积(
6、x+y-u u)相相当的负功称为泵气当的负功称为泵气损失。这部分损失损失。这部分损失放在放在机械损失机械损失中加中加以考虑。以考虑。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 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。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、一、充量系数充量系数c 定义定义:内燃机每缸每循环实际进入气缸的新内燃机每缸每循环实际进入气缸的新鲜空气质量鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的工作容积的空气质量空气质量比值。比值。进气状态:进
7、气状态:指指空气滤清器后进气管内的气体空气滤清器后进气管内的气体状态状态,即,即进人气缸前气体的热力学状态,如进人气缸前气体的热力学状态,如温度与压力等。温度与压力等。非增压:通常取为非增压:通常取为当地的大气状态当地的大气状态。增增 压:增压器压:增压器出口状态出口状态。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ssacVVmm11充量系数充量系数一般非增压发动机在全负荷时的一般非增压发动机在全负荷时的c c汽油机汽油机顶置气门:顶置气门:0.750.85侧置气门:侧置气门:0.
8、700.80柴油机柴油机0.750.90二、影响充气效率的因素二、影响充气效率的因素:1进气终了时缸内压力进气终了时缸内压力Pa Pa对对c c有重要影响,有重要影响,Pa愈高,愈高,c c值值愈大愈大 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)。22vpa 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。管道阻力系数、转速和负荷对进气压力的管道阻力系数、转速和负荷对进气压力的影响影响1)管道阻力系数)管道阻力系数管道阻力大,管道阻力系
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