内燃机的充量更换

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1、第二章内燃机的充量更换第一节四冲程内燃机的换气过程第二节四冲程内燃机的换气损失第三节提高内燃机充量系数的措施第四节二冲程内燃机的换气第五节进、排气管内动力效应的应用第二章内燃机的充量更换换气过程是指排气门开到进气门关的整个过程，约占410—480度曲轴转角。作用：将作过功的废气排出—排气过程吸入新鲜充量—进气过程要求：排气彻底，进气充分。评价指标：φc越大越好。研究目的：分析影响的各种因素，找出提高φc，降低换气损失的途径；寻找调整发动机扭矩特性的方法，以适应各种使用要求。第二章内燃机的充量更换第二章内燃机的充量更换第一节四冲程内燃机的换气过程一、排气阶段（一）自由排气阶

2、段：废气靠自身压力自行排出气缸。排气门开到排气下止点缸内气体压力高于排气管内的排气背压，缸内气体可以自由地排出缸外（另一种划分方法：排气门开到缸内压力接近排气管内压力）。为降低排气消耗功，排气门提前开，排气门提前角30—80°第一节四冲程内燃机的换气过程（二）强制排气阶段下止点到上止点，活塞推出缸内气体，强制排出缸外。特点：流速高，压差大，排气损失增大。为降低排气功和降低φr，排气门迟关，惯性排气，10—70°第一节四冲程内燃机的换气过程1、超临界排气排气门打开初期：缸内压力在0.2—0.5MPa之间，处于超临界流动，废气以当地音速流出。第一节四冲程内燃机的换气过程时，特

3、点：废气流出气缸的流量与压差无关，只决定于排气门的开启断面和气体的状态。第一节四冲程内燃机的换气过程2、亚临界排气：特点：废气大量流出，缸内压力迅速下降，排气流动转入亚临界状态，废气流量由压差决定。第一节四冲程内燃机的换气过程二、进气过程1、进气提前角为准备进气断面—进气提前开—进气提前角10—40°排气冲程结束，Pr＞P0，活塞下行，残余废气膨胀，缸内压力下降，低于P0，新气进入。2、进气迟关角为利用进气流的动能，进气门晚关，过后充气—进气迟关角20—60°，一般发动机转速增加，进气迟关角增加。第一节四冲程内燃机的换气过程三、气门叠开和燃烧室扫气过程排气门晚关，进气门早

4、开，存在同时开启现象，称为气门叠开。气门叠开把进气系统、排气系统和燃烧室三者沟通起来。汽油机：进气是可燃混合气，且进气管内压力低于P0，高温废气易窜入进气管，引起回火，叠开角小，20—30°。非增压柴油机：进气管压力接近P0，允许适当采用较大气门重叠角，以提高常用转速内的充量，一般在20—80°。增压柴油机：进气压力大于排气压力，一部分新气通过燃烧室进入排气管，扫除燃烧室内的残余废气，称扫气，使高温零件温度降低，发动机缸内新鲜充量增加，故采用较大的重叠角，一般80—140°。第一节四冲程内燃机的换气过程换气损失：理论换气功与实际换气功之差，由排气损失和进气损失两部分组成。

5、一、排气损失1）自由排气损失W—膨胀功减少2）强制排气损失X—推出损失功排气提前角增大—W增大—X小，最佳排气提前角，W+X最小二、进气损失进气过程消耗功，克服进气阻力，加速气体，Y换气损失：W+X+Y第一节四冲程内燃机的换气过程三、泵气功与泵气损失1、泵气损失X+Y-u，在机械损失中考虑。2、影响因素（1）负荷下降汽油机：节流，进气管压力下降泵气功增加自由排气量下降，推出功增加柴油机：基本不变或略有增加。（2）发动机转速n增加，Pr增加，Pa下降，泵损失增加第二节四行程内燃机的充气效率及影响因素一、充量系数及其影响因素（一）充气量进入发动机中的空气或混合气量称为充气量，

6、简称充量。两种表示法：循环充气量m1kg/循环单位时间充气量mkg/hkg/hm1决定每个循环可能燃烧的燃料量，由此决定扭矩和平均有效压力m决定单位时间燃烧的燃料量，因而决定Pe第二节四行程内燃机的充气效率及影响因素（二）充气系数Vs大，m1大，Vs小，m1小，评价换气过程的完善程度，所用指标应不受Vs大小的影响，为此引入充量系数。第二节四行程内燃机的充气效率及影响因素（三）充量系数的影响因素残余废气系数为φr，进气终了时缸内残余废气质量为φrm1，进气门关闭时缸内气体的总质量为：由充量系数的定义，并引入气体状态方程及压缩比的定义式，得：式中：下标s表示进气管内的状态。该

7、式可用于分析充量系数的影响因素。第二节四行程内燃机的充气效率及影响因素1、进气终了压力PaPa增加—φc增加，Pa=Ps-⊿Pa转速的影响：n增加—⊿Pa增加—Pa下降—φc下降负荷的影响（n一定）：汽油机，量调节，负荷下降，节气门关小，阻力增加，⊿Pa增加—Pa下降—φc下降。柴油机，质调节，负荷增加，Pa不变，Ta增加—φc基本不变（或稍下降）第二节四行程内燃机的充气效率及影响因素2、进气终了温度TaTa＞T0⊿Ta=Ta–Ts:（1）进气予热（汽油机），分配均匀（2）接触高温机件（3）残余废气加热（4）液体燃料蒸发吸热（