第4章_换气过程与循环充量.ppt

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1、点燃式和压燃式内燃机工作过程、燃烧理论、性能分析及参数调控陈勋宁夏大学汽车工程系汽车发动机原理AutomotiveEngineFundamentals1.四冲程发动机换气过程2.配气相位对发动机性能的影响3.充量系数的定义及影响因素4.进排气动态效应讲课内容第一部分：动力输出与能量利用第1章性能指标与影响因素第2章燃料、工质与热化学第3章工作循环与能量利用第4章换气过程与进气充量第5章运行特性与整车匹配第二部分：燃烧与排放第6章燃烧的基础知识第7章柴油机混合气形成与燃烧第8章汽油机混合气形成与燃烧第9章有害排放物的生成与控制第10章新燃烧方式与替代燃料动力换气过程：充入新气

2、和排出废气的全过程周期性、非稳态流动过程(准周期流quasi-flow)非常复杂新鲜充量(charge)是决定发动机输出功率“量”的因素换气(Gasexchange)过程换气过程的目的：最大限度地吸入新鲜充量—c是核心问题保证各缸进气均匀减小换气损失在缸内形成合理的流场，以控制混合气形成和燃烧(第二篇)主要内容1.四冲程发动机换气过程2.配气相位对发动机性能的影响3.充量系数的定义及影响因素4.进排气动态效应1)换气过程与换气系统换气过程:从膨胀冲程末期排气门开启时算起，直到进气门关闭时为止，大约为：410ºCA~480ºCA主要内容1.四冲程发动机换气过程2.配气相位

3、对发动机性能的影响3.充量系数的定义及影响因素4.进排气动态效应1)换气过程与换气系统换气系统：(进气＋燃烧室＋排气)系统；开式热力系统（增压机和有排气后处理装置时更复杂）主要内容1.四冲程发动机换气过程2.配气相位对发动机性能的影响3.充量系数的定义及影响因素4.进排气动态效应2)换气过程分期排气过程(=240~260)自由排气阶段(超、亚临界):1/3强制排气阶段:2/3进气过程(=230~265)核心问题是充量系数c的问题气门重叠过程(=0~80)亚临界流量：超临界流量(雍塞流,chokingflow):注意：对超临界流，下游条件(压力、温度)不影

4、响流量主要内容1.四冲程发动机换气过程2.配气相位对发动机性能的影响3.充量系数的定义及影响因素4.进排气动态效应1)排气早开角eo影响自由排气损失和泵气损失,但对c影响不大存在最佳eo:(p自排＋p排泵)min转速增加,eo适当增大(提前)主要内容1.四冲程发动机换气过程2.配气相位对发动机性能的影响3.充量系数的定义及影响因素4.进排气动态效应2)排气晚关角ec过小，惯性利用不够过大，废气倒流存在最佳ec3)进气早开角ao过小，进气不够过大，废气倒流进气管（回火）存在最佳ao4)进气晚关角ac过小，惯性利用不够过大，新气推回进气管对进气

5、充量c影响大存在最佳ac主要内容1.四冲程发动机换气过程2.配气相位对发动机性能的影响3.充量系数的定义及影响因素4.进排气动态效应5)气门重叠(overlap)自吸式汽油机<40,太大易回火自吸式柴油机～60增压柴油机＝80～160：扫气可以降低缸内残余废气；冷却降低热负荷结论：随转速升高，最佳相位角应增大四个相位角中，进气晚关角对充量系数影响最大，排气早开角对换气损失影响最大最佳相位角，增压机与非增压机不同气门重叠角：汽油机＜柴油机＜增压机可变配气正时(VariableValveTiming)分类ClassificationofVVT:凸轮可变Variabl

6、eCamProfileCam-PhaseChanging可变相位Cam-LiftChanging可变升程Cam-Phase+Cam-LiftChanging可变相位和升程无凸轮CamlessElectromechanical电机控制Electrohydraulic电液控制Electromagnetic电磁控制GearThreadToyotaVVT-iTheword"Intelligent"emphasizestheclevercontrolprogram.Itnotonlyvariestimingaccordingtoenginespeed,butalsoconsiders

7、otherconditionssuchasacceleration,goinguphillordownhill.相位连续可变，但升程不可变可变配气正时技术(VVT)ToyotaVVTL-iToyota’sVVTL-iisthemostsophisticatedVVTdesign.Itspowerfulfunctionsinclude:Continuouscam-phasingvariablevalvetiming2-stagevariablevalveliftAppliedtobothintakeandexhaus