發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程說(shuō)課講課教案

總第6次課課題發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程授課班級(jí)授課日期2018.1.8教學(xué)目標(biāo)1、掌握換氣過(guò)程的進(jìn)行情況2、理?yè)Q氣過(guò)程的機(jī)理3、熟知換氣及換氣損失的組成4、分析影響充氣量的各種因素重點(diǎn)、難點(diǎn)換氣及換氣損失的組成換氣及換氣損失各過(guò)程特點(diǎn)教具多媒體圖片及動(dòng)畫(huà)教學(xué)過(guò)程一、組織教學(xué)：師生問(wèn)好，清點(diǎn)人數(shù)。二、復(fù)習(xí)（提問(wèn)）：三、介紹本節(jié)課內(nèi)容：本節(jié)課主要講述發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程及換氣損失的組成、定義、特點(diǎn)及影響因素等。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程一、概述1、學(xué)習(xí)目的：2、換氣過(guò)程組成：排氣過(guò)程、進(jìn)氣過(guò)程3、換氣過(guò)程的任務(wù)：在減少換氣損失的前提下，排除缸內(nèi)廢氣，并在下一循環(huán)充入盡可能多的新鮮工質(zhì)4、換氣的要求：排氣徹底、進(jìn)氣充分、換氣損失小5、研究的內(nèi)容：研究換氣過(guò)程的進(jìn)行情況，分析影響充氣量的各種因素，從而找出提高充氣量和減少換氣損失的方向與措施二、四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程換氣過(guò)程：四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程包括從排氣門開(kāi)啟到進(jìn)氣門關(guān)閉的整個(gè)時(shí)期，約占410o～480o曲軸轉(zhuǎn)角。（四行程內(nèi)燃機(jī)每一循環(huán)曲軸旋轉(zhuǎn)720℃）換氣過(guò)程組成：自由排氣；強(qiáng)制排氣；進(jìn)氣；燃燒室掃氣1、自由排氣階段排氣門開(kāi)啟到氣缸壓力接近了排氣管壓力的這一時(shí)期，稱為自由排氣階段。自由排氣階段分為兩個(gè)階段：超臨界狀態(tài)；亞臨界狀態(tài)（1）超臨界狀態(tài)排氣門開(kāi)啟時(shí)，氣缸內(nèi)廢氣壓力較高（0.2～0.5Mpa），缸內(nèi)壓力與排氣管壓力之比＞1.9，排氣流動(dòng)處于超臨界狀態(tài)，可利用廢氣自身的壓力自行排出。通過(guò)排氣門口廢氣的流速等于該狀態(tài)下的音速（m/s）廢氣流量與排氣管內(nèi)的壓力無(wú)關(guān)，只取決于氣缸內(nèi)的氣體狀態(tài)、時(shí)間和氣門開(kāi)啟截面積。并且因排氣流速甚高，在排氣過(guò)程中伴有刺耳的噪聲，所以排氣系統(tǒng)必須裝有消聲器。（2）亞臨界狀態(tài)缸內(nèi)壓力與排氣管內(nèi)壓力之比下降到1.9以下時(shí)，排氣流動(dòng)轉(zhuǎn)入亞臨界狀態(tài)，廢氣流速降低，產(chǎn)生的噪音較小。排出的廢氣量決定于氣缸內(nèi)及排氣管內(nèi)的壓力差。壓力差越大排出廢氣越多。當(dāng)?shù)侥骋粫r(shí)刻氣缸內(nèi)與排氣管內(nèi)壓力相等，自由排氣階段結(jié)束（一般下止點(diǎn)后10o～30o曲軸轉(zhuǎn)角）。此階段雖然歷程很短，但因排氣流速甚高，排出廢氣量達(dá)60%以上。2、強(qiáng)制排氣階段：活塞上行強(qiáng)制推出廢氣的階段。特點(diǎn)：缸內(nèi)平均壓力高于排氣管平均壓力（克服排氣門、排氣道處的阻力，一般高出10kpa左右。氣體的流速越高，此壓差越大，消耗的功越多）。排氣門關(guān)閉時(shí)刻：排氣遲閉角，一般為10o～35o曲軸轉(zhuǎn)角（慣性排氣）。3、進(jìn)氣階段：進(jìn)氣門開(kāi)始開(kāi)啟到進(jìn)氣門完全關(guān)閉的全過(guò)程。準(zhǔn)備進(jìn)氣：進(jìn)氣提前角，一般為0o～30o曲軸轉(zhuǎn)角正常進(jìn)氣：活塞下行殘余廢氣膨脹，新鮮氣體充入氣缸。慣性進(jìn)氣：進(jìn)氣遲閉角，一般為40o～70o曲軸轉(zhuǎn)角。特點(diǎn)：缸內(nèi)壓力呈負(fù)壓，進(jìn)氣終了時(shí)有所提高。4、氣門疊開(kāi)和燃燒室掃氣氣門疊開(kāi)定義：由于進(jìn)氣門提前打開(kāi)而排氣門晚關(guān)，因此在排氣行程上止點(diǎn)出現(xiàn)進(jìn)、排氣門同時(shí)開(kāi)啟的特殊現(xiàn)象。燃燒室掃氣：對(duì)于增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，由于進(jìn)氣壓力較高和氣門重疊時(shí)間較長(zhǎng)，可以更好地利用新鮮充量或混合氣來(lái)清除廢氣，這稱為燃燒室掃氣。氣門疊開(kāi)與燃燒室掃氣的作用：1）利用氣流壓差和慣性清除殘余廢氣，增加新鮮充量。2）降低燃燒室內(nèi)零件溫度三、換氣損失定義：換氣過(guò)程中理論循環(huán)換氣功與實(shí)際循環(huán)換氣功的之差。組成：排氣損失和進(jìn)氣損失兩部分組成。1、排氣損失排氣損失是從排氣門提前打開(kāi)，直到進(jìn)氣行程開(kāi)始，氣缸內(nèi)壓力到達(dá)大氣壓力之前，循環(huán)功的損失。1）自由排氣損失（圖中面積W）：是由于排氣門提前打開(kāi)而引起的膨脹功的減少。2）強(qiáng)制排氣損失（圖中面積Y）：是活塞上行強(qiáng)制推出廢氣所消耗的功。如何使排氣損失最小?⑴e’（排氣門太早開(kāi)啟）膨脹功損失：面積e`bb`太大，且不可能由排氣所消耗的絕對(duì)功的減少來(lái)補(bǔ)償。⑵e’’（排氣門太晚開(kāi)啟）膨脹功損失：面積e``bb``較小，但在b``r``期間排出廢氣所需要的功較多。可見(jiàn)：如果排氣提前角↑，則w↑，y↓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。影響排氣損失的因素：排氣提前角：選擇合適的排氣提前角（通常通過(guò)試驗(yàn)確定）可以使兩者最小。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：流動(dòng)損失是和氣流的速度成正比的，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)n↑時(shí)，排氣損失也增加，其中推出損失的增大遠(yuǎn)大于膨脹損失的增大。降低排氣損失的主要方法：減小排氣系統(tǒng)阻力及排氣門處的流動(dòng)損失。2、進(jìn)氣損失進(jìn)氣損失：因進(jìn)氣系統(tǒng)阻力而引起的功損失（進(jìn)氣過(guò)程氣缸壓力低于進(jìn)氣管壓力造成的損失）。進(jìn)氣損失不僅體現(xiàn)在進(jìn)氣過(guò)程所消耗的功上，更重要的是體現(xiàn)在進(jìn)氣過(guò)程所吸入的新鮮充量上。與排氣損失相比，所占的比例相對(duì)較小。進(jìn)氣損失的大小直接影響到充氣效率，可通過(guò)多種方法降低進(jìn)氣損失。換氣損失由進(jìn)氣損失和排氣損失組成，包括x、y、w之和。3、泵氣損失泵氣損失