第二章发动机的换气过程.doc

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1、教案首页（以2课时为单元）课序：10授课日期：10.08授课班次：汽服1201、1202授课教师：李维批准人：课题：第二章发动机的换气过程第3节提高发动机充量系数的措施熟悉提高发动机充量系数的基本措施；目的要求：降低进排气系统的阻力、减少对新鲜充量的加热、合理选择配气定时、谐振进气与可变进气系统教学内容：降低进排气系统的阻力。重点：谐振进气难点：启发式教学教学方法手段：1、提问；2、新内容引入；3、新课讲解；4、课堂讨论；5课堂小节；6、布置作业。教学步骤：影响发动机充量系数的因素有哪些?复习提问：作业题目：（见教案）预习内

2、容：无课时分配：教学环节复习提问新课讲解课堂讨论每课小结布置作业时间分配5651055第二章发动机的换气过程新课导入由上式可知：在发动机的结构参数（如配气正时、气缸工作容积、是否增压及中冷等）和运转参数一定的条件下，发动机的理论进气量ms是一定量，提高充量系数的措施主要应使式中的pa/Ta最大、фr最小。因此提高充量系数的措施可以归结为：1）降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力pa；2）降低排气系统的阻力损失，减小缸内的残余废气系数фr；3）减少高温零件在进气过程中对新鲜充量的加热，以降低进气终了时的充量温度T

3、a；4）合理的配气正时和气门升程规律，在减小mr的同时增加m1，即增加pa、减小фr。上述影响因素中，以第一个因素最为重要，换言之，降低进气过程的流动阻力损失，提高进气终了压力，是提高充量系数最有效的措施。§2.3提高发动机充量系数的措施一、降低进气系统的流动阻力四冲程非增压发动机的进气系统由空气滤清器、进气管、进气道、和进气门组成。按进气系统流动阻力的性质，流动阻力可分为：沿程阻力：管道摩擦阻力，与流速、管长、管壁表面质量有关。局部阻力：由于流通截面大小和形状、流动方向的变化引起局部产生涡流所引起的损失。　　实践表明：局部

4、阻力损失是进气过程中的主要损失，尤其是空气滤清器、气道转弯处、进气门座圈处的流动损失影响最大。1、减少进气门处的流动损失整个进气系统中，进气门处截面最小、截面变化大，所以流动损失主要集中在该处，减少进气门除流动损失对提高充量系数最为有效。（1）气门的流通能力气门的流通能力用气门的时面值和角面值表示。即气门在开启期间，气门的开启截面积对时间（或曲轴转角）的积分。气门时面值和角面值的关系为：整个进气期间能够进入气缸的气体流量为：角面值不随转速变化，所以在高速时气门的时面值减小，造成进气量下降，因此提高气门的角面值是提高不同转速下

5、进气量的主要措施。（1）进气马赫数M1）概念进气门处气流平均速度与该处音速之比。M=Vm/a2）对фc的影响M≥0.5时，фc↓↓马赫数主要受转速、气门大小、形状、升程规律、进气相位等因素影响。（2）减少气门处流动损失1）增大进气门直径d进>d排15%~20%；高速发动机，采用较小的S/D；气门倾斜布置。如D=80mm，倾斜35°din从28mm可提高到36mm，Dex从26mm可提高到32mm。2）增大气门数目三气门：2进1排；四气门：2进2排；五气门：3进2排优点：a)充量系数高，有利于提高动力性能；b)火花塞或喷油器中

6、央布置，有利于提高压缩比、改善混合气形成质量，提高燃油经济性和降低排放。c)气门系统运动零部件质量小，适应高速运转要求。例如：一个2L排量的2气门发动机改为4气门顶置凸轮轴后，发动机功率提高约15%～30%，转矩增大约5%～10%，经济性能也得到改善。3）改进配气机构包括凸轮型线及驱动方式提高气门开启速度和升程。如DOHC技术。4）合理设计气门的结构2、减少空滤器、进气管、进气道的阻力（1）空滤器：纸质滤芯原始阻力小，但积尘后阻力迅速增加，使用中要经常更换清洗滤芯。（2）进气管截面要足够大，内壁光滑、转弯要少、避免截面急剧变

7、化；各缸进气歧管长度一致，走势及断面形状要能够满足形成要求的进气气流运动的需要。（3）进气道应尽可能地保证气道形状渐缩，内壁面过渡圆滑、平稳，避免气流急转弯现象。高速机进气管长度要缩短以减少流动损失，低速机适当加长进气管以利用进气压力波动效应。二、采用可变配气系统技术配气相位和发动机转速对充量系数有较大的影响。为获得最大的充量系数，减少泵气损失。1、理想的进气系统的要求（1）低速时，小叠开、小升程；（2）高速时，大升程、大进气门迟闭角；（3）进气持续角能自动调整，以实现最佳的进气正时。可变配气系统有多种多样型式，按驱动方式可

8、分为机械式和电子控制无凸轮机构两类。后一类可完全满足上述各项要求，但目前还仅仅处在研究阶段，如GM和FEV公司推出的无凸轮的以及Ford公司的液压气门驱动机构等，这种目前商品化的系统还是机械式的，分为可变凸轮机构（VCS）和可变气门正时（VVT）及其组合，基本可以实现可变气门正时、可变气门