汽车发动机的进排气原理(配气相位和充气效率定义及分析)

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1、《发动机原理》长安大学汽车学院曹建明第二章发动机的换气过程燃烧是做功之本。燃烧需要空气与燃料。重量比容积比燃料11液态空气151000气态燃料受机械控制，容易加入。而汽缸容积就那么大，要想多加空气就要困难得多。因此，对发动机换气过程的研究就显得尤为重要了。§2-1四冲程发动机的换气过程一配气定时与工程热力学中介绍的不同,进排气门的开启、关闭也需要时间,故在下止点前排气－排气提前角40～80在上止点后关闭－排气迟闭角10～35在上止点前吸气－进气提前角0～40在下止点后关闭－进气迟闭角40～80进气提前角+排气迟闭角－气门叠开角二换气过程（一）排气过程1自

2、由排气阶段A排开p>>p’p=p’靠缸内压力将气体挤出气缸，其中p－缸内压力,p’－排气管内压力。2强制排气阶段Bp=p’pp’靠活塞上行将废气挤出气缸。3超临界排气C排开p=1.9p’在气阀最小截面处,气体流速等于该地音速akRTm/s。其流量与压差（p-p’）无关,只决定于排气阀开启面积和气体状态。4亚临界排气Dp=1.9p’排闭。其流量取决于压差（p-p’）。―22―《发动机原理》长安大学汽车学院曹建明（二）进气过程和气门叠开角由于节流作用,缸内产生负压；（p0p）使新鲜介质进入缸内。气阀叠开角：非增压：20～60CA。太大（引起）废气回流进气

3、道。太小扫气作用不明显。增压：110～140CA。进气管p,扫气明显,气阀叠开角可以增大很多。如6135型高柴：非增压：40,增压：124。扫气的作用：1清除废气,增加气缸内的新鲜充量。2降低排气温度。3降低热负荷最严重处（如气阀、活塞等）的温度。三换气损失理论循环换气功与实际循环换气功之差。如图：换气损失功－X+（Y+W）,其中（W+Y）为排气损失功，X为进气损失功。（一）排气损失功YW是因排气门提前开启而损失的膨胀功,称为自由排气损失。Y是活塞作用在废气上的推出功,称为强制排气损失功。排气提前角W，Y。综合效果,要求（Y+W）,故（W+Y）有一

4、个最佳值（W+Y）min。对应排气提前角亦有一个最佳值,n（W+Y）min。（二）进气损失功X进气损失功小于排气损失功，即X

5、大学汽车学院曹建明实际进入汽缸的新鲜充量v进气状态下充满汽缸工作容积的新鲜充量GmV1vG0m0Vh其中：G,m,V1－实际充量的重量，质量和体积；G0,m0,V1－理论充量的重量，质量和体积；进气状态：非增压：空气滤清器后进气管内的气体状态,通常取为当地的大气状态。增压：增压器出口状态。严格地说，充气效率应为实际进入汽缸的新鲜充量v以标准大气状态充满汽缸工作容积的新鲜充量更合理。这样，在后面将要讲到的大气修正中，不同的压力和温度下进气量的比值就等于其充气效率之比。否则，按照前头的定义式，大气温度越高，充气效率反而会越高，讲起来似乎无法接

6、受。而且也不具备可比性。（二）实际测量'V1v'Vh实际流量理论流量'3其中：V－实际测量[m/h]1'Vh[L]n3Vhi600.03Vhin[m/h]10002充气效率是衡量换气过程进行得完善程度的重要指标。柴油机0.75～0.90汽油机0.70～0.85二充气效率的分析式充入汽缸的新鲜充量=缸内气体的总质量－缸内残余废气质量（一）进气门关闭时缸内气体的总质量'ma(VcVh)a'其中Vc－余隙容积；Vh－进气门关闭时缸内工作容积；a－进气终了缸内气体密度。（二）排气门关闭时缸内残余废气的质量mrVrr―24―《发动机原理》长安大学汽车学

7、院曹建明其中Vr－排气门关闭时缸内容积；r－排气门关闭时缸内残余废气密度。（三）充入汽缸的新鲜充量'vVh0(VcVh)aVrr其中0－大气状态下气体密度。（四）充气效率的分析式'm(VcVh)aVrrvm0Vh0'VcVhVrarVcVcVh0Vc'VhVh其中1－压缩比；1e－有效压缩比；VrVc。VcVc一般e(0.8～0.9)。若假设e，有arv(1)0带入理想气体状态方程式，得1T0paprv1p0TaTr其