柴油机的换气与增压课件.ppt

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1、第四章柴油机的换气与增压第四章柴油机的换气与增压§4-1柴油机的换气过程§4-2柴油机的换气机构§4-3废气涡轮增压§4-4废气涡轮增压系统§4-5废气涡轮增压器§4-6增压器喘振与消除§4-7增压系统的维护管理√§4-1柴油机的换气过程换气过程——每完成一个工作循环，把废气排出气缸，并把新鲜空气吸入气缸的工质更换的过程。要求：①排气——干净——进气多②进气——多——烧的油多、作功能力大；燃烧完全，经济性好，排放性好；热负荷低。③空气消耗量小，耗功少。每循环的最大供油量，完全取决于各循环的充气量。§4-1柴油机的换气过程☆一、四冲程柴油机的换气过程☆二、二冲程柴油机的换气过程☆三、二冲程柴油机

2、的换气形式四、换气过程的气流通流面积☆五、评定换气过程质量的参数√一、四冲程柴油机的换气过程排气管内压力随曲轴转角的变化关系一、四冲程柴油机的换气过程1)自由排气2)强制排气3)进气阶段缸内压力>1.9倍排气管压力，废气以音速自由排出。超临界状态亚临界状态缸内压力<1.9倍排气管压力，废气以亚音速自由排出。1.换气过程强制排气惯性排气活塞由下止点往上止点运动，推出废气。活塞过上止点后向下运动，废气依靠惯性排出。（从排气阀开至下止点后10～30°）（从自由排气结束至排气阀关闭）（从进气阀开至进气阀关）从缸内压力低于进气压力后开始进气，到惯性进气结束。循环进气量对应于气缸工作容积Vs一、四冲程柴油

3、机的换气过程2.气阀重叠和燃烧室扫气气阀重叠角——进排气上止点前后，进排气阀同时开启的现象。等于排气滞后角与进气提前角之和。扫气作用：1）使排气更干净；2）降低热负荷。判断以下机型的热负荷大小：高速机与低速机？增压机与非增压机？气阀重叠角：高速机小于低速机；增压机大于非增压机。§4-1柴油机的换气过程☆一、四冲程柴油机的换气过程☆二、二冲程柴油机的换气过程☆三、二冲程柴油机的换气形式四、换气过程的气流通流面积☆五、评定换气过程质量的参数√二、二冲程柴油机的换气过程1、换气过程1）自由排气阶段2）扫气阶段3）过后排气阶段2、特点1）时间短；2）掺混严重；3）新鲜空气消耗量大，耗功多；4）气缸容积

4、不能充分利用，存在有效压缩比。§4-1柴油机的换气过程☆一、四冲程柴油机的换气过程☆二、二冲程柴油机的换气过程☆三、二冲程柴油机的换气形式四、换气过程的气流通流面积☆五、评定换气过程质量的参数√排气口+进气口排气阀+进气口三、二冲程柴油机的换气形式直流扫气(uniflow)弯流扫气(loop)横流扫气式回流扫气式半回流扫气式气阀-气口式气口-气口式图三、二冲程柴油机的换气形式1.弯流扫气1）横流扫气：扫气口与排气口位于气缸中心线的两侧。2）回流扫气：扫气口与排气口位于气缸下部同一侧且排气口在扫气口上方。3）半回流扫气：扫气口在排气口下方及两侧。特点：扫气流动路线长（2S）、新气与废气易掺混、死

5、角、气流短路，换气质量差；气缸下部受热不均易变形；结构简单、管理方便。2.直流扫气气口－气阀式特点：气流流动路线短、不易掺混，质量好；气缸下部受热均匀；机构复杂，管理不便；易于长行程（S/D＞2.5）和超长行程（S/D＞3）柴油机。柴油机的气口沿水平和垂直方向均有倾斜角以控制气流方向。§4-1柴油机的换气过程☆一、四冲程柴油机的换气过程☆二、二冲程柴油机的换气过程☆三、二冲程柴油机的换气形式四、换气过程的气流通流面积☆五、评定换气过程质量的参数√四、换气过程的气流通流面积——略设通路流通面积为f，则在时间微元内，流过通路的气体数量为：dG=ωfdt结构不变，n↑→时面值↓→换气质量↓§4-1柴

6、油机的换气过程☆一、四冲程柴油机的换气过程☆二、二冲程柴油机的换气过程☆三、二冲程柴油机的换气形式四、换气过程的气流通流面积☆五、评定换气过程质量的参数√五、评定换气过程质量的参数1.残余废气系数——换气过程结束时，气缸内残存的废气量与充入气缸的新鲜空气量之比。γr=Gr/G02.充量系数——以每循环进入气缸的实际充气量与在进气状态下充满气缸工作容积的理论空气量之比。ηV=G0/Gs＜1五、评定换气过程质量的参数★影响充量系数（换气质量）的因素1）进排气道流动阻力的影响2）柴油机转速的影响n↑→流速↑→流动阻力↑→pa↓，pr↑→ηV↓n↑→时面值↓→G↓3）柴油机负荷的影响Pe↑→气缸温度上

7、升→Ta↑→ηV↓4）气阀间隙的影响——时面值5）气阀定时的影响——时面值、工作紊乱五、评定换气过程质量的参数3.扫气效率、扫气系数和给气比扫气效率ηs——换气过程结束后，气缸内的新鲜空气量与气缸内总气量之比。扫气系数Φs——在一个循环中通过扫气口的全部扫气空气量与换气过程结束后留在气缸内的新鲜空气量之比。给气比β——每循环通过扫气口的新鲜空气量与在进气状态下充满气缸工作容积的理论空气量之比。第四