发动机换气过程-汽车发动机原理

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1、汽车发动机原理制作人：张振东目录前言：课程绪论第一章：发动机性能第二章：发动机换气过程第三章：燃料与燃烧第四章：汽油机混合气的形成与燃烧第五章：柴油机混合气的形成与燃烧第六章：发动机的特性第七章：车用发动机废气涡轮增压第八章：排气污染机及控制第二章：发动机的换气过程2-1内燃机换气过程的特点及要求2-2四冲程内燃机的换气过程2-3四冲程内燃机的充气效率ηv2-4减小进气系统阻力2-5合理选择配气定时2-6进气管的气体动力学效应2-7可变技术2-8二行程发动机换气过程2-1内燃机换气过程的特点及要求进气和排气过程的总称，任务：1．排除缸内废气，干净彻底；2．

2、在有限的气缸工作容积下，充入更多的新鲜充量。2-2四冲程内燃机的换气过程一、按三个流动状态分：1．超临界（pc/pr1.893）以音速流出，流量取决于气体状态和流通面积，与压差无关。2．亚临界（1

3、（2）冷却高温零件。汽油机：进气压力低，20-30CA，过大易引起回火；非增压柴油机：进气压力较大，20-80CA；增压柴油机：进气压力大于大气压，80-160CA三、进气过程配气相位:4个角排气门早开：排气提前角1.使排气流畅2.排气功减小排气门晚关：排气迟闭角1.使排气彻底2.排气惯性进气门早开：进气提前角1.减小阻力2.增加流通面积进气门晚关：进气迟闭角1.惯性进气由于活塞下行,缸内产生负压，使新鲜介质充入缸内。四、换气损失1、自由排气损失W2、强制排气损失Y(W+Y)→min→确定最佳排气提前角。3、进气损失X4、换气损失W+Y+X5、泵气损

4、失W+Y-d发动机换气损失图进气损失和排气损失组成。2-3四冲程内燃机的充气效率ηv一、充气效率ηv的定义m1、v1：实际进入气缸的新鲜工质的质量、体积；ms、vs：进气状态下充满工作容积的新鲜工质的质量、气缸的工作容积。表征进气过程的完善程度及气缸利用率。进气状态下充满气缸工作容积的工质质量实际进入气缸的新鲜工质质量进气状态：非增压：环境大气状态P0、T0增压：压气机出口状态Pk、Tk若大气状态，气缸工作容积Vs，理论上进入气缸充气量ms:由于，进气终了时paT0,

5、气量V1[m3/h]；（2）计算每小时的理论充气量V：（3）充气效率1．进气终点压力PaPa=Ps-ΔP，ΔP=λρv2/2，其中，λ：管道阻力系数；ρ：进气密度；v：流速ΔP是各段管道所产生压降的总和，进气门处截面最小，产生的流阻最大。(1)油门一定，n流速Pa(2)n一定，Pa的变化与负荷调节方式有关：柴油机：质调节，进气无节流，由喷油量改变负荷，Pa基本不变汽油机：改变节气门调节负荷负荷节气门关小节流损失Pa二、ηv的数学分析表达式2.进气终点温度Ta新鲜工质被高温零件加热，Ta>Ts，导致ρ↓ηv↓柴油机：排气管和进气管分

6、置于发动机两侧。汽油机：为了汽化混合气，需加热新鲜混合气，进排气管同侧。3．残余废气系数↑ηv↓ε↑↓柴油机比汽油机↓低负荷时,汽油机↑4.配气定时ξ，Pa→max关太早，惯性作用未利用关太迟，发生倒流5.压缩比εε↑→ηv↑6.大气状态Po↑→Pa↑→进气量↑To↑→Ta↑→进气量↓2-4减小进气系统阻力一、减少进气系统的流动损失进气系统阻力分为汽油机：空气滤清器化油器节气门进气管进气道进气门柴油机：空气滤清器进气管进气道进气门沿程阻力局部阻力（节流阻力）二、进气门处的流动阻力1.时面值气门处气体流量dm：dm=ρvmfdt

7、开启过程的气体流量:m=∫dm=ρvm∫fdt=ρvm1/6n∫fdφ式中，∫fdt称为时面值,∫fdφ称为角面值2．进气马赫数MaMa定义：进气门处气体的平均速度vm与该处声速c的比值。vm定义：实际进入气缸的新鲜充量与进气门有效时面值之比。其中：D、d：活塞及进气阀盘直径；Cm：活塞平均速度；m：进气门开启过程的平均流量系数；o、c：进气门开关角度。当Ma>0.5时，ηv↓↓，此时n增加，功率也不增加。减小Ma：（1）d气门通过面积（2）m（3）配气相位（c-o）3．气门直径和气门数a.增大进气门直径，减小排气门直径1、进气门直径

8、d进一般:d进Paηvd排Prηv一般：d排