發(fā)動機換氣過程說課講課教案

總第6次課課題發(fā)動機的換氣過程授課班級授課日期2018.1.8教學(xué)目標1、掌握換氣過程的進行情況2、理換氣過程的機理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、難點換氣及換氣損失的組成換氣及換氣損失各過程特點教具多媒體圖片及動畫教學(xué)過程一、組織教學(xué)：師生問好，清點人數(shù)。二、復(fù)習(xí)（提問）：三、介紹本節(jié)課內(nèi)容：本節(jié)課主要講述發(fā)動機換氣過程及換氣損失的組成、定義、特點及影響因素等。四沖程發(fā)動機的換氣過程一、概述1、學(xué)習(xí)目的：2、換氣過程組成：排氣過程、進氣過程3、換氣過程的任務(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、進氣充分、換氣損失小5、研究的內(nèi)容：研究換氣過程的進行情況，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)動機的換氣過程換氣過程：四行程發(fā)動機的換氣過程包括從排氣門開啟到進氣門關(guān)閉的整個時期，約占410o～480o曲軸轉(zhuǎn)角。（四行程內(nèi)燃機每一循環(huán)曲軸旋轉(zhuǎn)720℃）換氣過程組成：自由排氣；強制排氣；進氣；燃燒室掃氣1、自由排氣階段排氣門開啟到氣缸壓力接近了排氣管壓力的這一時期，稱為自由排氣階段。自由排氣階段分為兩個階段：超臨界狀態(tài)；亞臨界狀態(tài)（1）超臨界狀態(tài)排氣門開啟時，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，排氣流動處于超臨界狀態(tài)，可利用廢氣自身的壓力自行排出。通過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)的壓力無關(guān)，只取決于氣缸內(nèi)的氣體狀態(tài)、時間和氣門開啟截面積。并且因排氣流速甚高，在排氣過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，排氣流動轉(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?shù)侥骋粫r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60%以上。2、強制排氣階段：活塞上行強制推出廢氣的階段。特點：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)閉時刻：排氣遲閉角，一般為10o～35o曲軸轉(zhuǎn)角（慣性排氣）。3、進氣階段：進氣門開始開啟到進氣門完全關(guān)閉的全過程。準備進氣：進氣提前角，一般為0o～30o曲軸轉(zhuǎn)角正常進氣：活塞下行殘余廢氣膨脹，新鮮氣體充入氣缸。慣性進氣：進氣遲閉角，一般為40o～70o曲軸轉(zhuǎn)角。特點：缸內(nèi)壓力呈負壓，進氣終了時有所提高。4、氣門疊開和燃燒室掃氣氣門疊開定義：由于進氣門提前打開而排氣門晚關(guān)，因此在排氣行程上止點出現(xiàn)進、排氣門同時開啟的特殊現(xiàn)象。燃燒室掃氣：對于增壓發(fā)動機，由于進氣壓力較高和氣門重疊時間較長，可以更好地利用新鮮充量或混合氣來清除廢氣，這稱為燃燒室掃氣。氣門疊開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：換氣過程中理論循環(huán)換氣功與實際循環(huán)換氣功的之差。組成：排氣損失和進氣損失兩部分組成。1、排氣損失排氣損失是從排氣門提前打開，直到進氣行程開始，氣缸內(nèi)壓力到達大氣壓力之前，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而引起的膨脹功的減少。2）強制排氣損失（圖中面積Y）：是活塞上行強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功的減少來補償。⑵e’’（排氣門太晚開啟）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?？梢姡喝绻艢馓崆敖恰?，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（通常通過試驗確定）可以使兩者最小。發(fā)動機轉(zhuǎn)速：流動損失是和氣流的速度成正比的，當內(nèi)燃機n↑時，排氣損失也增加，其中推出損失的增大遠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損失。2、進氣損失進氣損失：因進氣系統(tǒng)阻力而引起的功損失（進氣過程氣缸壓力低于進氣管壓力造成的損失）。進氣損失不僅體現(xiàn)在進氣過程所消耗的功上，更重要的是體現(xiàn)在進氣過程所吸入的新鮮充量上。與排氣損失相比，所占的比例相對較小。進氣損失的大小直接影響到充氣效率，可通過多種方法降低進氣損失。換氣損失由進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