內燃機構造筆記綱要第三章內燃機的換氣過程

1、1.第三章內燃機的換氣過程 A.四行程內燃機的換氣過程 1. 排氣過程 B a）自由排氣階段 （1）超臨界階段 i）氣體流動處于超臨界狀態(tài)，廢氣以當?shù)匾羲賏T = T TRT K流 過排氣門,廢氣流量qmr =卩r fr aT p為流量系數(shù),fr為排 氣門流通截面積，p為廢氣密度）只與缸內氣體狀態(tài)（或排氣 門處的氣2體狀態(tài)）即當?shù)匾羲俸蜌忾T幵啟流通截面大小有 關,而與排氣門內外壓差大小無關，直到排氣門前后壓力比下 降到臨界值為止，這段時期稱為超臨界排氣階段。 （2）亞臨界階段 i）隨著排氣門前后壓力比下降到臨界值之后，廢氣流動轉入亞 臨界流動狀態(tài)，廢氣流速小于音速，此時靠排氣門前后壓差 （p-

2、 p0）排氣,排出的廢氣流量不僅與排氣門幵啟流通截面大 小有關，還與排氣門內外壓差大小有關。直到某一時刻（約在 上止點后1030 oCA）,缸內氣體壓力接近排氣管壓力，自由 排氣階段結束。 b）強制排氣階段 （1）階段排氣通過活塞上行,使缸內壓力稍高于排氣管壓力,強制將 廢氣推出氣缸。此時，廢氣流速取決于壓差（p- pO）,壓差愈大, 流速也愈大。 2. 進氣過程 進氣過程是依靠氣缸內外壓差（pO- p） （pO為進氣壓力）進氣,氣體以 亞音速流動 C a）進氣門提前幵啟角（進氣提前角） io約為040oCA b）進氣遲閉角 ic一般約為4070oCA （1）對換氣影響最大的一個角度 i）隨轉

3、速升高而增大 3. 氣門疊幵 C a）掃氣） （1）掃氣會造成燃料損失和排放 HC增加 b）過大的氣門疊幵角會造成廢氣倒流入進氣管，造成 回火 4. 換氣損失 D a) 排氣損失 (1)消耗推動功使活塞上行，將廢氣推出氣缸,氣缸壓力高于排氣管 壓力,損失的功相當于Y所表示的面積，稱為強制排氣損失。 i)如果排氣提前角過大，膨脹功損失將增加，而強制排氣損失會 減少;如果排氣提前角過小，膨脹功損失減少，但強制排氣損失 將會增加。因此 b) 進氣損失 (1)進氣過程中，活塞下行,氣缸壓力低于進氣壓力 c) 泵氣損失 (1)行程內燃機在進氣過程中，氣體對活塞做正功，排氣過程中氣體 對活塞做負功，兩個行

4、程中氣體對活塞做功總和是負功，稱為泵 氣損失 B. 1 4 3 2 1 0 0.0.60. 管力 排內尤 c圖3.2四行程內燃機配氣柑位圖（外圈為增壓內燃機情況） C. 2 3 33四行程內燃機換氣搠央 D. 常一膨底功損矢F強制排氣損光X-謹氣損舅Hu 泵氣損覺 4 E. 充量系數(shù) 1.充量系數(shù) 換氣過程結束時，實際進入氣缸的新鮮充量ml與進氣狀態(tài) （ps,Ts, p下充滿氣缸工作容積的理論充量mth之比 a）充量系數(shù) 2.影響充量系數(shù)的因素 a）配氣定時 b）壓縮比EC （1）提高壓縮比可以提高充量系數(shù) c）氣終了壓力pa和溫度Ta與進氣狀態(tài)壓力ps和溫度Ts之比 (1) 減少進氣系統(tǒng)阻力

5、，pa /ps增加,可以提高充量系數(shù) (2) 新鮮充量會與溫度較高的進氣管、其它高溫零件和廢氣等接觸 從而被加熱,溫度升高，雖新鮮充量密度減小，但充量系數(shù)將升 咼。 d) 殘余廢氣系數(shù)fr (1)氣缸內殘余廢氣愈多，其占氣缸容積愈大，新鮮充量被加熱的程 度也愈高。所以，殘余廢氣系數(shù)愈小，充量系數(shù)愈大。 3. 殘余廢氣系數(shù) 進氣門關用時，氣缸內混舎氣質量為新鮮充量亦打殘余廢氣尾亦Z和。 nij = fli|+ m=心) 4. 提高充量系數(shù)的途徑 a)降低進(排)氣系統(tǒng)的氣流阻力 (1) 進氣系統(tǒng) (2) 排氣系統(tǒng) i)減小排氣系統(tǒng)的氣流阻力，可以使氣缸內的殘余廢氣壓力下 降，從而減小殘余廢氣系數(shù)，提高充量系數(shù)，同時還有利于減 少泵氣損失 b) 采用可變配氣的控制技術 (1) 可變凸輪機構 (2) 可變氣門正時 c) 利用進 (排 )氣管中的動力效