發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程課件

四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程報(bào)告人:隋美麗2012年9月內(nèi)容介紹二、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣損失三、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率一、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程一.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程換氣過程的作用:排除缸內(nèi)廢氣并充入盡可能多的新鮮工質(zhì),同時(shí)功耗要少。換氣過程對性能的影響影響汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放等四行程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程包括從排氣門開啟直到進(jìn)氣門關(guān)閉的整個(gè)時(shí)期，約占410°--480°曲軸轉(zhuǎn)角。自由排氣強(qiáng)制排氣進(jìn)氣氣門疊開換氣過程

進(jìn)氣提前角排氣提前角進(jìn)氣遲閉角排氣遲閉角1、自由排氣階段—--廢氣根據(jù)自身的壓力自行排出從排氣門打開到氣缸壓力接近了排氣管壓力的這個(gè)時(shí)期稱為自由排氣階段1)超臨界狀態(tài)2)亞臨界狀態(tài)思考為什么排氣門是在活塞到達(dá)下止點(diǎn)之前開啟？a.增加流通截面積，降低氣缸壓力；b.減少排氣時(shí)所消耗的活塞推出功；c.高溫廢氣的早排，還可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。自由排氣階段的特點(diǎn)

排氣量與轉(zhuǎn)速無關(guān)，時(shí)間雖短，排除的廢氣量60%以上自由排氣階段結(jié)束的標(biāo)志:缸內(nèi)壓力=排氣管壓力2、強(qiáng)制排氣階段-----廢氣是由活塞上行強(qiáng)制推出克服排氣系統(tǒng)阻力，通過活塞強(qiáng)制排出廢氣亞臨界狀態(tài)從上止點(diǎn)到排氣門完全關(guān)閉這段曲軸轉(zhuǎn)角，稱為排氣遲閉角，一般為10°--35°曲軸轉(zhuǎn)角。思考為什么排氣門是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之后關(guān)閉？a.減少活塞消耗功,利用缸內(nèi)外壓力差繼續(xù)排氣；b.利用慣性繼續(xù)排氣。3.進(jìn)氣過程是活塞下行，缸內(nèi)容積增加，同時(shí)使缸內(nèi)壓力下降使得環(huán)境壓力-缸內(nèi)壓力〉進(jìn)氣阻力，從而吸入新鮮工質(zhì)。思考為什么進(jìn)氣門是在活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前開啟？增大進(jìn)氣通道截面，減少氣阻。思考為什么進(jìn)氣門是在活塞到達(dá)下止點(diǎn)之后關(guān)閉？利用壓差和慣性繼續(xù)進(jìn)氣氣門重疊排氣門遲閉氣門疊開進(jìn)氣門早開配氣相位圖

非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，重疊角一般為20°--60°曲軸轉(zhuǎn)角。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)重疊角一般為80°--160°曲軸轉(zhuǎn)角

思考為什么增壓發(fā)動(dòng)機(jī)氣門重疊角大于非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)?不會(huì)思考?xì)忾T重疊會(huì)不會(huì)產(chǎn)生廢氣倒流進(jìn)氣管或新鮮工質(zhì)隨廢氣排出的現(xiàn)象？a.疊開時(shí)氣門開度小，重疊時(shí)間極短；b.進(jìn)、排氣流各自有自己的流動(dòng)方向和流動(dòng)慣性；c.進(jìn)氣流有助于更好地排氣。

合理的配氣相位是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)速等因素通過反復(fù)試驗(yàn)而確定的。結(jié)構(gòu)不同，配氣相位也不同。1、在發(fā)動(dòng)機(jī)低速工作時(shí)減小氣門提前開啟角和遲后關(guān)閉角。2、在發(fā)動(dòng)機(jī)高速工作時(shí)增大氣門提前開啟角和遲后關(guān)閉角。小結(jié)自由排氣—排氣門早開強(qiáng)制排氣—排氣門遲閉進(jìn)氣燃燒室掃氣進(jìn)氣門早開進(jìn)氣門遲閉氣門疊開通過本節(jié)的學(xué)習(xí)可以得知發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性等。二.四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)換氣損失W-自由排氣損失Y-強(qiáng)制排氣損失X-進(jìn)氣損失Y+X-d-泵氣損失⑴e`（排氣門太早開啟）如果排氣提前角↑，則w↑，y↓

所以：最有利的排氣提前角，必須是使（w+y）最小。⑵e``（排氣門太晚開啟）排氣提前角↓，則w↓，y↑

如何使排氣損失最小?e’e”小結(jié)

在所有的損失中排氣損失占絕大部分的，因此適當(dāng)匹配排氣提前角，使得W+Y的面積最小，可以降低換氣損失，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。充氣效率實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)量（m1）與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮工質(zhì)量（ms）的比值。充氣效率計(jì)算公式：m1、v1：進(jìn)氣狀態(tài)下，實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮工質(zhì)質(zhì)量、體積ms、vs：進(jìn)氣狀態(tài)下，充滿工作容積的新鮮工質(zhì)質(zhì)量、氣缸工作容積影響充氣效率因素的公式推導(dǎo)假設(shè)進(jìn)氣完成后缸內(nèi)殘余廢氣質(zhì)量mr，進(jìn)入新鮮工質(zhì)的質(zhì)量為m1，則進(jìn)氣終了缸內(nèi)總工質(zhì)質(zhì)量ma=mr+m1。殘余廢氣質(zhì)量mr與新鮮工質(zhì)m1之比，即殘余廢氣系數(shù)r=mr/m1則有m1=ma/（1+r）影響充氣效率因素的公式推導(dǎo)進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)總?cè)莘eva’（有效進(jìn)氣容積）與氣缸總?cè)莘eva的比值為ξ〈１（有效進(jìn)氣體積系數(shù)）影響充氣效率因素的公式推導(dǎo)影響充氣效率因素的公式推導(dǎo)因?yàn)椋校郑剑恚遥杂校校遥裕剑恚郑溅裋a/Vc=εVs/Vc=(Va-Vc)/Vc=ε-1影響充氣效率因素的公式推導(dǎo)將上式分子分母同除以Vc,且對于理想氣體有Ra為常數(shù),可以推出影響充氣效率的因素進(jìn)氣終了的壓力Pa和溫度Ta殘余廢氣系數(shù)r氣門正時(shí)引起的有效進(jìn)氣體積系數(shù)ξ壓縮比ε環(huán)境的壓力Ps和溫度Ts

進(jìn)氣終了的壓力Pa流動(dòng)阻力公式轉(zhuǎn)速對充氣效率的影響負(fù)荷對充氣效率的影響（汽油機(jī)）負(fù)荷對充氣效率的影響（柴油機(jī)）進(jìn)氣終了溫度對充氣效率的影響高溫零件要給進(jìn)氣加熱殘余廢氣給進(jìn)氣加熱改善冷啟動(dòng)性進(jìn)氣加熱影響進(jìn)氣終了溫度：負(fù)荷越大溫度越大轉(zhuǎn)速增加溫度降低殘余廢氣系數(shù)對充氣效率的影響配氣定時(shí)(主要是進(jìn)氣遲關(guān)角的影響)在低速時(shí),由于進(jìn)氣慣性小,而進(jìn)氣遲關(guān)角一定,產(chǎn)生進(jìn)氣倒流現(xiàn)象,導(dǎo)致ηv↓。壓縮比對充氣效率的影響進(jìn)氣的大氣狀態(tài)