第6章换气过程与循环充量备课讲稿.ppt

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1、第6章换气过程与循环充量2021/10/11摩托车发动机原理换气过程排气过程进气过程换气过程的任务排除废气充入尽可能多的新鲜工质研究的内容换气过程的进行情况分析影响充气量的各种因素提高充气量减少换气损失方向与措施。找出换气过程是持续运转的必要条件单位时间进入整机的充气量是决定发动机输出功率的“量”的因素2021/10/12摩托车发动机原理换气过程1.排气阶段1）自由排气阶段2）强制排气阶段3）惯性排气阶段2.进气阶段1）准备进气阶段2）正常进气阶段3）惯性进气阶段3.气门叠开2021/10/14摩托车发动机原理1.排气阶段1）自由排气阶段排气门开启到气缸压力接近了排气管压力的这一时期，称为自由

2、排气阶段。排气提前角：从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为，一般为30º~80º曲轴转角。2021/10/15摩托车发动机原理自由排气阶段超临界状态亚临界状态（1）超临界状态排气门开启时，气缸内废气压力较高（0.2~0.5Mpa），缸内压力与排气管压力之比＞1.9，排气流动处于超临界状态，可利用废气自身的压力自行排出。2021/10/16摩托车发动机原理通过排气门口废气的流速等于该状态下的音速（m/s）式中K——绝热指数；T——气体的绝对温度；R——气体常数〔N•m/（kg·K）〕。在超临界排气时期，废气流量与排气管内压力pr无关，只与气缸内的气体状态及气门开启截面积有关。并且因排

3、气流速甚高，在排气过程中伴有刺耳的噪声，所以排气系统必须装有消声器。2021/10/17摩托车发动机原理排出的废气量决定于气缸内及排气管内的压力差。压力差越大排出废气越多。当到某一时刻气缸内与排气管内压力相等，自由排气阶段结束（一般下止点后10º~30º曲轴转角）。此阶段虽然历程很短，但因排气流速甚高，排出废气量达60%以上。（2）亚临界状态缸内压力与排气管内压力之比下降到1.9以下时，排气流动转入亚临界状态，废气流速降低，产生的噪音较小。2021/10/18摩托车发动机原理高速发动机其排气提前角要大一些：在自由排气阶段中，排出的废气量与发动机转速无关。发动机转速高时，在同样的排气时间（以秒计

4、）所相当的曲轴转角增大，因此，高速发动机排气提前角要大。但不宜过大，否则会使排气损失加大。2021/10/19摩托车发动机原理2）强制排气阶段：活塞上行强制推出废气。缸内平均压力高于排气管平均压力：克服排气门、排气道处的阻力，一般高出10kpa左右。气体的流速越高，此压差越大，消耗的功越多。2021/10/110摩托车发动机原理3）惯性排气。当强制排气阶段接近终了，在上止点附近，废气尚有一定的流动能力，利用气流的惯性进一步排除废气。排气迟闭角，一般为10º~35º曲轴转角。2021/10/111摩托车发动机原理2.进气阶段从下止点到进气阀终了这段曲轴转角称为进气迟闭角。从进气门打开到上止点为止

5、，这段曲轴转角称为进气提前角。进气阀必须在上止点前开始打开？进气阀关闭时也必须在下止点后才关闭？3）惯性进气阶段1）准备进气阶段2）正常进气阶段2021/10/112摩托车发动机原理进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。排气门晚关进气门早开气门重叠2021/10/113摩托车发动机原理3.气门叠开：进、排气门同时开启作用：由于进气管、气缸、排气管互相

6、连通，可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波的帮助，清除残余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应产生废气倒流现象。气门叠开角：进、排气门同时开启时对应的曲轴转角，一般为20º～80º曲轴转角。在增压发动机可达80º~160º的曲轴转角。因其进气压力高。2021/10/114摩托车发动机原理因为：a.进、排气流各自有自己的流动方向和流动惯性，加上重叠时间极短。b.进气流有助于更好地排气。气门重叠会产生串气吗？不会！2021/10/115摩托车发动机原理二、换气损失换气损失由排气损失和进气损失两部分组成。2021/10/116摩托车发动机原理1.排气损失排气损失是从排气门提前打开，

7、直到进气行程开始，气缸内压力到达大气压力之前，循环功的损失。（1）自由排气损失（图中面积W），是由于排气门提前打开而引起的膨胀功的减少。（2）强制排气损失（图中面积Y），是活塞上行强制推出废气所消耗的功。2021/10/117摩托车发动机原理减少排气损失的主要措施是：减小排气系统阻力和排气门处的流动损失。随着排气提前角增大，自由排气损失面积增加，强制排气损失面积减小，如图中b曲线，如排气提前角减少