发动机工作过程计算授课2

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1、二、进气温度1、的确定：可选用或由经验公式计算气缸中高温物体对新鲜充量的加热温升受到多方因素的影响。如：①进气管的结构及其布置方式、②冷却系统的布置方式（汽油机进排气在同侧，柴油机进排气管分布两侧）、③发动机的高速性、④增压情况等。范围：四冲程非增压柴油机10—40四冲程增压柴油机5—10四冲程汽油机0—40如计算，采用下面经验公式：式中：—发动机在额定工况下工作时对新鲜充量的温升（选取）—发动机额定转速、计算转速。2、残余废气系数—是衡量气缸中残留的废气量多少的一个量根据残余废气系数的定义而残余废气量新鲜充量每循环实际进入气缸新鲜充量在进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充量式中：假定

2、（3—7）3、充量系数式中：—每循环实际进入气缸新鲜充量—在进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充量进气终点时缸内工质数量，由气体状态方程式：，同理：，而（3—8）4、求的第一种方法：根据能量守恒，新鲜充量能量+残余废气能量=混合后气体能量即：假定：（3—9）5、不含的残余废气系数的求法：所以把（3—9）代如（3—8）有：（3—10）由（3—10）有：由（3—9）有：两式联立求出：（3—11）又把此式代如（3—7）式得到不含的残余废气系数（3—12）6、进气温度第二种求法：在图3—2中，假定经过多变过程后，才有新鲜充量与残余废气相混合进行热交换，则根据热量平衡方程式有：(3-13)式中：

3、—残余废气系数—新鲜充量—残余废气量比热比左右—分别为残余废气和新鲜充量的比热。假定是以n（汽油机n=1.33,柴油机n=1.50）为多变指数的多变过程，那么由多变过程的热力关系有：（设）把代入（3—13）式有：（3—14）3—4过后充气量的计算在上节中导出的所有公式中，都没有考虑过后充气（或倒流）问题。而在现代高速汽车发动机中，过后充气具有十分重要的意义。定义：过后充气（倒流）：指发动机活塞从下止点到进气门完全关闭这段时间新鲜充量的流动过程。在内燃机进排气过程中，我们可以利用进排气管中的气流惯性来达到进入更多的新鲜充量和排出更多的废气量。在进排气门开关这四个配气相位中，以进气门关闭

4、对充气系数影响最大。因此，此处只研究进气门关闭时期对充气量的影响。由图3—3可知，对不同的发动机转速n，就有相应的进气门迟闭角β，才能使充气系数获得最大值。而实际发动机的进气门迟闭角是固定的，因而随着转速的变化就有不同的充气系数，也即有不同的过后充气（或倒流）一、发动机的循环充气量由上面的讨论可知：（３-１５）下面的任务就是要求出过后充气量。一、过后充量的计算：在进气门迟关过程中，与气缸过后充气有联系的气体动力学现象是很复杂的。但我们可以把过后充气或倒流简化成图3-4所示的形式。将长度为l的等直进气管和气缸上面积为的进气通道相连接。截面两端分别作用缸内被压缩气体的压力，进气管内气体压

5、力和气流的惯性压力。显然，根据这些压力关系可能会出现下面两种情况：（１）过后充气：（２）倒流：１、进气管内气体压力近似地令2、气流惯性压力气流惯性力　　　（Kgf）式中：　　—进气管阻力系数—进气管有效管长　（m）—管中气体的密度j—气流的加速度由此得到气流惯性压力：进气管中气流的加速度j，可以近似地认为与活塞加速度成正比关系即：式中：F—活塞顶面积活塞位移关系式：活塞的加速度根据发动机运动学知识可求得：式中：R——曲柄半径ω——曲轴旋转角速度λ——连杆长度与曲柄半径之比值β——进气门迟闭角。将和代入由于（３—１７）3、气缸内气体压力由状态方程：可得：近似地（）式中：—过后充气系数，

6、可选用—由精确公式求出或选用。4、过后充气量由下述公式求：＝式中：—进气门处流量系数μ＝0.75—0.85—过后充气或倒流时间（３—１９）、、随着对过后充气（或倒流）的影响如图３—５所示。可见，在两条曲线的交点左方发生过后充气，右边出现倒流。5、过后充气系数实际充量6、充气系数7、进气门关闭时的压力＝　　　（３-21）３—５压缩过程一、的分析式我们先来推导多变指数的n的表达式：多变过程：P=const利用微分关系有：n=（a）由热力学第一定律：（b）由状态方程：PV=RT得到：（c）利用：和之关系（d）分别把（a）、（c）、（d）式子代入（b）可以求得：（3-22）由（3-22）式子

7、可以看出，n在所研究的区段上是绝热指数k，压力p和热交换速度的函数。二、影响的因数分析在多变压缩过程中，只有工质和缸壁间的温度差传热，还没有燃料燃烧的热量加入，分析相对容易。因为，多变压缩过程中，<0：所以，①若工质获得能量，>0即<0，由（3-22）式子可知，>k，且向工质加入的热量越多，则值越大；②若工质放出能量，<0即>0，