内燃机学教学课件作者周龙保43课件

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1、第三节提高内燃机充量系数的措施充量系数充量系数的影响因素主要学习内容MEASURESTOIMPROVEVOLUMETRICEFFICIENCY充量系数VOLUMETRICEFFICIENCY内燃机每循环实际吸入气缸的新鲜充量与以进气管内状态充满气缸工作容积的理论充量之比。内燃机的充量系数反映了进气过程的完善程度，是衡量发动机性能的重要指标。提高充量系数的技术措施降低进气系统的流动阻力采用可变配气系统技术合理利用进气谐振降低排气系统的流动阻力减少对进气充量的加热MEASURESTOIMPROVEV

2、OLUMETRICEFFICIENCY一、进气系统阻力Intakeflowresistance由于进气的管道粗短，壁面比较光滑，其沿程阻力并不大。因而局部阻力损失是流动过程中的主要损失。它由一系列的局部阻力叠加而成。沿程阻力管道摩擦阻力，它与流速、管长、管壁表面质量等有关。局部阻力由流通截面大小、形状以及流动方向的变化造成局部产生涡流所引起的损失。进气门座处是进气流道中截面积最小、流速最高的地方，因而该处的局部阻力最大。，为进气流量系数和流速，A为流通面积为阻力系数，为进气密度局部阻力损失为进气

3、门座处的气流总平均速度；为进气门流通截面处的气体音速；为进气门在开启期间的平均流量系数。用进气门阀座处气体流动的平均马赫数来衡量考察进气流动损失对充量系数的影响。平均马赫数AVERAGEDMACHNUMBER充量系数与平均进气马赫数的关系MUCHnumberandvolumetricefficiency不同进气门数的方案比较ProjectComparisonI代表进气门，E代表排气门进气门流通截面与气缸截面积的比值采用进气门倾斜来增加进气门直径，同样可以增加排气门的流通面积，这样进气阻力减小，排

4、气阻力也有所减小。在气门倾斜基础上再增加进气门数，进气流通面积还可进一步增加。相同情况下，增加进气门的流通面积是降低进气阻力，减小进气马赫数，提高发动机充量系数的最主要的措施。顶置凸轮4气门发动机的优缺点比较FactorcomparisonofDOHC4－V优点:a）进排气流通面积大，流动阻力小，充量系数高，泵气损失小，有利于提高动力性能。b）利于将火花塞或喷油器布置在中央，有利于提高压缩比（对点燃式内燃机）和改善混合器形成质量（对压燃式内燃机），提高燃油经济性和降低排放。c）可减轻气门系统的运

5、动零部队质量，适应高速运转要求。缺点：a）气门机构的零部件数目增加，使制造及维修成本增加。b）顶置凸轮轴需安装在气缸盖上，增加了发动机的高度，需更大的安装空间。不同气门数发动机性能比较4气门与2气门发动机的性能比较5气门与4气门发动机的性能比较Valvenumberandengineperformance二、可变配气系统技术VARIABLEINLETSYSTEM低速时，采用较小的气门叠开角以及较小的气门升程,增加低速转矩，提高燃油经济性。高速时应具有最大的气门升程和进气门迟闭角，减小流动阻力，提

6、高充量系数，满足发动机高速时的要求。进气门从开启到关闭的进气持续角也进行相应的调整。对配气系统的要求可变气门系统VARIABLEVALVESYSTEM可变配气正时（VVT）可变气门升程（VVL）VVS/VVA可变气门正时（VVT）优点：根据实现机构的不同，采用VVT技术可以使得发动机的低速转矩得到大幅度的提高。可变凸轮机构（VCS）注:在高速时采用高速凸轮，气门升程与持续角都较大，而在低速时切换到低速凸轮，升程与持续角均较小。优点:与传统的配气机构的性能相比，发动机的低速转矩和高速性能都得到了显

7、著的改善。可变气门相位与持续期在改变气门正时的同时也改变了气门开启持续期。VariableEventTiming,VET定义：气门升程单独可变能在保持气门的正时和开启持续期不变的条件下，单独改变气门的最大升程定义：VariableValveLift，VVL可变气门升程与正时VLTVariableLiftandTiming改变升程的同时改变了正时与开启持续期定义：FullFlexibilityIntakeandExhaustValvesTimingandLiftCamlessValveActuat

8、ionEHVS-Electrohydraulic024681005101520253035Time[msec]ValveLift[mm]50bar200barFEV’sElectro-MechanicalVVASystemVVAasaToolForReducingNegativeWorkCombinedImprovedOutput,ReducedFuelConsumption,andReducedNOxEmissionThroughLateOpeningandEarlyClosingoftheI