第6章?lián)Q氣過程與循環(huán)充量

1、2022-5-11摩托車發(fā)動機原理1第第6章章 換氣過程與循環(huán)充量換氣過程與循環(huán)充量2022-5-11摩托車發(fā)動機原理2換氣過程排氣過程進氣過程 換氣過程的任務 排除廢氣充入盡可能多的新鮮工質(zhì) 研究的內(nèi)容換氣過程的進行情況 分析影響充氣量的各種因素 提高充氣量 減少換氣損失方向與措施。找出換氣過程是持續(xù)運轉(zhuǎn)的必要條件換氣過程是持續(xù)運轉(zhuǎn)的必要條件單位時間進入整機的充氣量是決定發(fā)動機輸出功率單位時間進入整機的充氣量是決定發(fā)動機輸出功率的的“量量”的因素的因素 2022-5-11摩托車發(fā)動機原理3 6.16.1 四行程發(fā)動機的換氣過程四行程發(fā)動機的換氣過程一、換氣過程一、換氣過程 四行程發(fā)動機的換氣

2、過程包括從排氣門開啟到進氣門關四行程發(fā)動機的換氣過程包括從排氣門開啟到進氣門關閉的整個時期，約占閉的整個時期，約占410410480480曲軸轉(zhuǎn)角。曲軸轉(zhuǎn)角。換氣過程的目的：換氣過程的目的： 最大限度地吸入新鮮充量最大限度地吸入新鮮充量 cc是核心問題是核心問題 最小的換氣損失最小的換氣損失 各缸進氣均勻性各缸進氣均勻性 在缸內(nèi)形成合理的流場在缸內(nèi)形成合理的流場, ,以控制混合氣形成和燃燒以控制混合氣形成和燃燒2022-5-11摩托車發(fā)動機原理4換氣過程換氣過程1.1.排氣階段排氣階段 1 1）自由排氣階段）自由排氣階段2 2）強制排氣階段）強制排氣階段 3 3）慣性排氣階段）慣性排氣階段 2

3、.2.進氣階段進氣階段 1 1）準備進氣階段）準備進氣階段 2 2）正常進氣階段）正常進氣階段 3 3）慣性進氣階段）慣性進氣階段 3.3.氣門疊開氣門疊開2022-5-11摩托車發(fā)動機原理5 1.1.排氣階段排氣階段 1 1）自由排氣階段）自由排氣階段 排氣門開啟到氣缸壓力接近了排氣管壓力的這一時期，稱排氣門開啟到氣缸壓力接近了排氣管壓力的這一時期，稱為自由排氣階段。為自由排氣階段。 排氣提前角：從排氣門開啟到活塞行至下止點所對應的曲排氣提前角：從排氣門開啟到活塞行至下止點所對應的曲軸轉(zhuǎn)角稱為，一般為軸轉(zhuǎn)角稱為，一般為30308080曲軸轉(zhuǎn)角。曲軸轉(zhuǎn)角。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理6自

4、由排氣階段自由排氣階段超臨界狀態(tài)超臨界狀態(tài)亞臨界狀態(tài)亞臨界狀態(tài) （1）超臨界狀態(tài)）超臨界狀態(tài) 排氣門開啟時，氣缸內(nèi)廢氣壓力較高（排氣門開啟時，氣缸內(nèi)廢氣壓力較高（0.20.5Mpa），），缸內(nèi)壓力與排氣管壓力之比缸內(nèi)壓力與排氣管壓力之比1.9，排氣流動處于超臨界，排氣流動處于超臨界狀態(tài)，可利用廢氣自身的壓力自行排出。狀態(tài)，可利用廢氣自身的壓力自行排出。 2022-5-11摩托車發(fā)動機原理7通過排氣門口廢氣的流速等于該狀態(tài)下的音速（通過排氣門口廢氣的流速等于該狀態(tài)下的音速（m/s）式中式中 K絕熱指數(shù)；絕熱指數(shù)； T氣體的絕對溫度；氣體的絕對溫度； R氣體常數(shù)氣體常數(shù)Nm/（kgK）。KRTc

5、在超臨界排氣時期，廢氣流量與排氣管內(nèi)壓力在超臨界排氣時期，廢氣流量與排氣管內(nèi)壓力p pr r無關，只與氣缸內(nèi)的氣體狀態(tài)及氣門開啟截面積有無關，只與氣缸內(nèi)的氣體狀態(tài)及氣門開啟截面積有關。并且因排氣流速甚高，在排氣過程中伴有刺耳關。并且因排氣流速甚高，在排氣過程中伴有刺耳的噪聲，所以排氣系統(tǒng)必須裝有消聲器。的噪聲，所以排氣系統(tǒng)必須裝有消聲器。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理8 排出的廢氣量決定于氣缸內(nèi)及排氣管內(nèi)的壓力差。壓力排出的廢氣量決定于氣缸內(nèi)及排氣管內(nèi)的壓力差。壓力差越大排出廢氣越多。當?shù)侥骋粫r刻氣缸內(nèi)與排氣管內(nèi)壓力差越大排出廢氣越多。當?shù)侥骋粫r刻氣缸內(nèi)與排氣管內(nèi)壓力相等，自由排氣階段結(jié)束

6、（一般下止點后相等，自由排氣階段結(jié)束（一般下止點后1030曲軸轉(zhuǎn)曲軸轉(zhuǎn)角）。此階段雖然歷程很短，但因排氣流速甚高，排出廢氣角）。此階段雖然歷程很短，但因排氣流速甚高，排出廢氣量達量達60%以上。以上。（2）亞臨界狀態(tài)）亞臨界狀態(tài) 缸內(nèi)壓力與排氣管內(nèi)壓力之比下降到缸內(nèi)壓力與排氣管內(nèi)壓力之比下降到1.9以下時，排氣流以下時，排氣流動轉(zhuǎn)入亞臨界狀態(tài)，廢氣流速降低，產(chǎn)生的噪音較小。動轉(zhuǎn)入亞臨界狀態(tài)，廢氣流速降低，產(chǎn)生的噪音較小。 2022-5-11摩托車發(fā)動機原理9 高速發(fā)動機其排氣提前角要大一些：在高速發(fā)動機其排氣提前角要大一些：在自由排氣階段中，排出的廢氣量與發(fā)動機轉(zhuǎn)自由排氣階段中，排出的廢氣量與

7、發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關。發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，在同樣的排氣時速無關。發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，在同樣的排氣時間（以秒計）所相當?shù)那S轉(zhuǎn)角增大，因此，間（以秒計）所相當?shù)那S轉(zhuǎn)角增大，因此，高速發(fā)動機排氣提前角要大。但不宜過大，高速發(fā)動機排氣提前角要大。但不宜過大，否則會使排氣損失加大。否則會使排氣損失加大。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理102 2）強制排氣階段：活塞上行強制推出廢氣。）強制排氣階段：活塞上行強制推出廢氣。 缸內(nèi)平均壓力高于排氣管平均壓力：克服排氣門、缸內(nèi)平均壓力高于排氣管平均壓力：克服排氣門、排氣道處的阻力，一般高出排氣道處的阻力，一般高出10kpa10kpa左右。氣體的流速越左右。氣體的流速越高

8、，此壓差越大，消耗的功越多。高，此壓差越大，消耗的功越多。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理113 3）慣性排氣。）慣性排氣。 當強制排氣階段接近終了，在上止點附近，廢氣當強制排氣階段接近終了，在上止點附近，廢氣尚有一定的流動能力，利用氣流的慣性進一步排尚有一定的流動能力，利用氣流的慣性進一步排除廢氣。除廢氣。排氣遲閉角，一般為排氣遲閉角，一般為10103535曲軸轉(zhuǎn)角。曲軸轉(zhuǎn)角。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理122.2.進氣階段進氣階段從下止點到進氣閥終了這段曲軸轉(zhuǎn)角稱為進氣遲閉角進氣遲閉角。從進氣門打開到上止點為止，這段曲軸轉(zhuǎn)角稱為進氣提前角進氣提前角。進氣閥必須在上止點前開始打開？進

9、氣閥關閉時也必須在下止點后才關閉？3）慣性進氣階段）慣性進氣階段1）準備進氣階段）準備進氣階段2）正常進氣階段）正常進氣階段2022-5-11摩托車發(fā)動機原理13進氣門早開：進氣門早開：增大了進氣行程開始時氣門的開啟高度，減小進氣阻力，增加進氣量。 進氣門晚關：進氣門晚關：延長了進氣時間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進氣量。 排氣門早開：排氣門早開：借助氣缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。 排氣門晚關：排氣門晚關：延長了排氣時間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。 排氣門晚關排氣門晚關進氣門早開進氣門早開氣門重疊氣門重疊2022-5-11摩托車發(fā)動機原理14

10、3 3. .氣門疊開氣門疊開 ：進、排氣門同時開啟：進、排氣門同時開啟 作用：由于進氣管、氣缸、排氣管互相連通，可以作用：由于進氣管、氣缸、排氣管互相連通，可以利用氣流的壓差、慣性或進、排氣管壓力波的幫助，清除利用氣流的壓差、慣性或進、排氣管壓力波的幫助，清除殘余廢氣，增加進氣量，降低高溫零件的溫度，但注意不殘余廢氣，增加進氣量，降低高溫零件的溫度，但注意不應產(chǎn)生廢氣倒流現(xiàn)象。應產(chǎn)生廢氣倒流現(xiàn)象。 氣門疊開角：進、排氣門同時開啟時對應的曲軸轉(zhuǎn)角，氣門疊開角：進、排氣門同時開啟時對應的曲軸轉(zhuǎn)角，一般為一般為20208080曲軸轉(zhuǎn)角。在增壓發(fā)動機可達曲軸轉(zhuǎn)角。在增壓發(fā)動機可達8080160160的

11、的曲軸轉(zhuǎn)角。因其進氣壓力高。曲軸轉(zhuǎn)角。因其進氣壓力高。 2022-5-11摩托車發(fā)動機原理15因為：因為：a. a. 進、排氣流各自有自進、排氣流各自有自己的流動方向和流動慣己的流動方向和流動慣性，加上重疊時間極短。性，加上重疊時間極短。b. b. 進氣流有助于更好地進氣流有助于更好地排氣。排氣。 氣門重疊氣門重疊會產(chǎn)生串氣嗎？會產(chǎn)生串氣嗎？不會！2022-5-11摩托車發(fā)動機原理16 二、換氣損失二、換氣損失換氣損失由排氣損失和進氣損失兩部分組成換氣損失由排氣損失和進氣損失兩部分組成。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理171. 1. 排氣損失排氣損失 排氣損失是從排氣門提前排氣損失是從排氣門

12、提前打開，直到進氣行程開始，打開，直到進氣行程開始，氣缸內(nèi)壓力到達大氣壓力之氣缸內(nèi)壓力到達大氣壓力之前，循環(huán)功的損失。前，循環(huán)功的損失。 （1 1）自由排氣損失（圖中面積）自由排氣損失（圖中面積W W），是由于排氣門提前打開而），是由于排氣門提前打開而引起的膨脹功的減少。引起的膨脹功的減少。（2 2）強制排氣損失（圖中面積）強制排氣損失（圖中面積Y Y），是活塞上行強制推出廢氣），是活塞上行強制推出廢氣所消耗的功。所消耗的功。 2022-5-11摩托車發(fā)動機原理18減少排氣損失的主減少排氣損失的主要措施是：減小排要措施是：減小排氣系統(tǒng)阻力和排氣氣系統(tǒng)阻力和排氣門處的流動損失。門處的流動損失。

13、隨著排氣提前角增大，自由排氣損失面積增加，隨著排氣提前角增大，自由排氣損失面積增加，強制排氣損失面積減小，如圖中強制排氣損失面積減小，如圖中b b曲線，如排氣提前曲線，如排氣提前角減少則強制排氣損失面積增加，如圖中角減少則強制排氣損失面積增加，如圖中c c曲線。所曲線。所以最有利的排氣提前角應使面積（以最有利的排氣提前角應使面積（W+YW+Y）之和最小。）之和最小。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理19 2 2進氣損失進氣損失進氣損失：因進氣系統(tǒng)的阻進氣損失：因進氣系統(tǒng)的阻力而引起的功的損失。力而引起的功的損失。 排氣損失與進氣損失之和排氣損失與進氣損失之和稱換氣損失，即圖中面積稱換氣損失，即

14、圖中面積(W+X+Y)(W+X+Y)。在實際循環(huán)示功。在實際循環(huán)示功圖中把面積圖中把面積(x+y-d)(x+y-d)相當?shù)南喈數(shù)呢摴ΨQ為泵氣損失。這部分負功稱為泵氣損失。這部分損失放在機械損失中加以考損失放在機械損失中加以考慮慮。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理206.2四沖程發(fā)動機的充量系數(shù)四沖程發(fā)動機的充量系數(shù) 6.2.1充量系數(shù)的概念充量系數(shù)的概念每缸每循環(huán)實際吸入氣缸的新鮮空氣質(zhì)量與進每缸每循環(huán)實際吸入氣缸的新鮮空氣質(zhì)量與進氣狀態(tài)下理論計算充滿氣缸工作容積的空氣質(zhì)量氣狀態(tài)下理論計算充滿氣缸工作容積的空氣質(zhì)量比值比值 s1sacVVmm式中式中 ma 、V1實際進入氣缸的新鮮工質(zhì)的質(zhì)量

15、、體積（進氣狀態(tài)）；實際進入氣缸的新鮮工質(zhì)的質(zhì)量、體積（進氣狀態(tài)）； ms 、Vs 進氣狀態(tài)下充滿工作容積的新鮮工質(zhì)的質(zhì)量、氣缸工作容積。進氣狀態(tài)下充滿工作容積的新鮮工質(zhì)的質(zhì)量、氣缸工作容積。對自然進氣發(fā)動機：進氣狀態(tài)指當?shù)卮髿鈮簩ψ匀贿M氣發(fā)動機：進氣狀態(tài)指當?shù)卮髿鈮篜s、Ts。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理21充量系數(shù)表達式的推導充量系數(shù)表達式的推導 進氣門關閉時氣缸容積為進氣門關閉時氣缸容積為 排氣門關閉時缸內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量排氣門關閉時缸內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量 此時缸內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量此時缸內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量 假定氣缸排氣門關閉時關閉點體積為假定氣缸排氣門關閉時關閉點體積為 sVcVasca)(VVmrVrrr

16、Vm2022-5-11摩托車發(fā)動機原理22v每循環(huán)充入氣缸的新鮮混合氣質(zhì)量每循環(huán)充入氣缸的新鮮混合氣質(zhì)量 rrasc1)(VVVm由空燃比的關系得由空燃比的關系得 ba1gmm 進入氣缸的混合氣進入氣缸的混合氣質(zhì)量質(zhì)量 令則則 10a0aa)1(mLLm0a0aa1LLK)(rrascasscVVVKV2022-5-11摩托車發(fā)動機原理23v考慮到進、排氣門遲閉考慮到進、排氣門遲閉，令，令 scscVVVVcrVV則則 假定殘余廢氣與新鮮充量的氣體常數(shù)近似相等，假定殘余廢氣與新鮮充量的氣體常數(shù)近似相等，應用氣體狀態(tài)方程式應用氣體狀態(tài)方程式 ，代入上式，得代入上式，得)() 1(racscacK

17、RTp)(1rraacssscacTpTppTK2022-5-11摩托車發(fā)動機原理241、使用因素、使用因素2022-5-11摩托車發(fā)動機原理25 6.2.2影響充量系數(shù)影響充量系數(shù)的因素的因素(1)1crsaccasTpTp1、使用因素、使用因素（1）轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速nn進氣流速進氣流速 流動阻力流動阻力 Pa c n過低過低,慣性進氣慣性進氣 c 。一定的進氣系統(tǒng)，一定負荷下，有一定的進氣系統(tǒng)，一定負荷下，有一個轉(zhuǎn)速對應的充量系數(shù)最大。一個轉(zhuǎn)速對應的充量系數(shù)最大。不同節(jié)氣門開度、不同轉(zhuǎn)速時的進氣壓力不同節(jié)氣門開度、不同轉(zhuǎn)速時的進氣壓力2022-5-11摩托車發(fā)動機原理26(1)1crsaccas

18、TpTp（2）負荷）負荷汽油機汽油機的負荷調(diào)節(jié)屬于的負荷調(diào)節(jié)屬于量調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)，負荷負荷 ，節(jié)氣門開度，節(jié)氣門開度 ，進氣阻力進氣阻力 ，進氣終點壓力，進氣終點壓力Pa c 。柴油機柴油機的負荷調(diào)節(jié)屬于的負荷調(diào)節(jié)屬于質(zhì)調(diào)節(jié)質(zhì)調(diào)節(jié)，負荷的變化對充氣系數(shù)無明顯負荷的變化對充氣系數(shù)無明顯的影響。的影響。汽油機的充量系數(shù)隨負荷的變化關系汽油機的充量系數(shù)隨負荷的變化關系 1-全負荷全負荷 2、3、4、5、部分負荷、部分負荷2022-5-11摩托車發(fā)動機原理27(1)1crsaccasTpTp（3）大氣狀態(tài)）大氣狀態(tài)大氣壓力：大氣壓力：P0Pa ，但，但Pa/P0基本不變，故充量系數(shù)不變?；静蛔儯食淞肯?/p>

19、數(shù)不變。 大氣溫度大氣溫度To：To變化，變化，Ta也變化，也變化，To/Ta基本不變，故充量系數(shù)不變基本不變，故充量系數(shù)不變但但P0(To) 0 ma 發(fā)動機功率發(fā)動機功率 。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理282）結(jié)構(gòu)因素）結(jié)構(gòu)因素 1進氣終了時的壓力進氣終了時的壓力Pa Pa對對 有重要影響，有重要影響，Pa愈高，愈高， 值愈大值愈大 Pa=Ps-Pa 式中，式中，pa為氣體流動時，克服進氣系統(tǒng)阻力為氣體流動時，克服進氣系統(tǒng)阻力 而引起的壓降而引起的壓降(kPa)。一般可寫成。一般可寫成 式中式中 管道阻力系數(shù)管道阻力系數(shù) 進氣狀態(tài)下氣體的密度；進氣狀態(tài)下氣體的密度；V管道內(nèi)氣體的流速

20、（管道內(nèi)氣體的流速（m/s）。）。 可見，可見，pa主要取決于各段管道的主要取決于各段管道的阻力系數(shù)阻力系數(shù)和和氣體流速氣體流速。若大、高時，若大、高時，pa增加，使增加，使pa下降。下降。22vpacc2022-5-11摩托車發(fā)動機原理29 2進氣門關閉時氣體溫度進氣門關閉時氣體溫度Ta 進氣終了的溫度進氣終了的溫度Ta高于進氣狀態(tài)溫度。引起高于進氣狀態(tài)溫度。引起Ta升高升高的原因是的原因是: 1）新鮮工質(zhì)進入發(fā)動機與高溫零件接觸而被加熱。）新鮮工質(zhì)進入發(fā)動機與高溫零件接觸而被加熱。 2）新鮮工質(zhì)與高溫殘余廢氣混合而被加熱。）新鮮工質(zhì)與高溫殘余廢氣混合而被加熱。 Ta越高，充入氣缸工質(zhì)密度越

21、小，充量系數(shù)越小。越高，充入氣缸工質(zhì)密度越小，充量系數(shù)越小。措施：將高溫排氣管與進氣管分置于氣缸兩側(cè)，控制進氣措施：將高溫排氣管與進氣管分置于氣缸兩側(cè)，控制進氣預熱，適當加大氣門疊開角等，均有利于降低預熱，適當加大氣門疊開角等，均有利于降低Ta。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理303.殘余廢氣系數(shù)殘余廢氣系數(shù) 1） 增加，增加， 降低，燃燒惡化，油耗、排放增加，降低，燃燒惡化，油耗、排放增加， 2）壓縮比提高，殘余廢氣系數(shù)減小。）壓縮比提高，殘余廢氣系數(shù)減小。 3）排氣壓力高，廢氣多，充氣效率降低。）排氣壓力高，廢氣多，充氣效率降低。 4）排氣系統(tǒng)阻力大，排氣壓力高，廢氣多。）排氣系統(tǒng)阻力大

22、，排氣壓力高，廢氣多。c2022-5-11摩托車發(fā)動機原理314.4.配氣定時配氣定時 由由 的計算公式可見，由于進氣門遲閉而的計算公式可見，由于進氣門遲閉而 1 ,1 ,新鮮新鮮充量的充量的容積容積(Vs+Vc)減小減小, ,但但PaPa值卻可能因有氣流慣性而使進值卻可能因有氣流慣性而使進氣有所增加氣有所增加, ,合適的配氣定時應考慮合適的配氣定時應考慮、PaPa具有最大值。具有最大值。配氣相位合理依據(jù)：配氣相位合理依據(jù)：充量系數(shù)的變化是否符合動力性要求，轉(zhuǎn)速增大，充量系數(shù)所對應的遲充量系數(shù)的變化是否符合動力性要求，轉(zhuǎn)速增大，充量系數(shù)所對應的遲閉角增大。閉角增大。換氣損失是否盡可能小，取決于

23、換氣損失是否盡可能小，取決于排氣遲閉角。排氣遲閉角。能否保證必要的燃燒掃氣作用，取決于能否保證必要的燃燒掃氣作用，取決于氣門重疊角氣門重疊角排氣指標好排氣指標好,推遲推遲排氣提前角排氣提前角，有利于排氣性能的提高。，有利于排氣性能的提高。c2022-5-11摩托車發(fā)動機原理325.壓縮比壓縮比 壓縮比增加壓縮比增加,壓縮容積減小壓縮容積減小,殘余廢氣量隨之減小殘余廢氣量隨之減小,因而因而 有所增加。有所增加。c2022-5-11摩托車發(fā)動機原理33提高充量系數(shù)的措施：提高充量系數(shù)的措施：1 1）降低進氣系統(tǒng)的阻力損失，提高氣缸內(nèi)進氣終了時的壓力）降低進氣系統(tǒng)的阻力損失，提高氣缸內(nèi)進氣終了時的壓

24、力papa2 2）降低排氣系統(tǒng)的阻力損失，以減小缸內(nèi)的殘余廢氣系數(shù)）降低排氣系統(tǒng)的阻力損失，以減小缸內(nèi)的殘余廢氣系數(shù)r r3 3）減少高溫零件在進氣系統(tǒng)中對新鮮充量的加熱，以降低進）減少高溫零件在進氣系統(tǒng)中對新鮮充量的加熱，以降低進氣終了時的無量溫度氣終了時的無量溫度TaTa；4 4）合理的配氣正時和氣門升程規(guī)律，在減小廢氣質(zhì)量）合理的配氣正時和氣門升程規(guī)律，在減小廢氣質(zhì)量的同時的同時增加增加新鮮工質(zhì)新鮮工質(zhì)，即增加，即增加pa,pa,減小減小r r。5)5)采用可變配氣系統(tǒng)技術采用可變配氣系統(tǒng)技術 第三節(jié)第三節(jié) 提高充量系數(shù)的措施提高充量系數(shù)的措施2022-5-11摩托車發(fā)動機原理34 進氣

25、系統(tǒng)：空氣濾清器、噴油器、進氣管、進氣道和進氣進氣系統(tǒng)：空氣濾清器、噴油器、進氣管、進氣道和進氣門等組成。門等組成。減少各段通道的阻力，增大其流通能力，是提高減少各段通道的阻力，增大其流通能力，是提高充量系數(shù)充量系數(shù)，改善發(fā)動機性能的主要途徑。改善發(fā)動機性能的主要途徑。（1 1）進氣系統(tǒng)的流動阻力，按其性質(zhì)可分為兩類：）進氣系統(tǒng)的流動阻力，按其性質(zhì)可分為兩類：1 1）一類是沿程阻力，實際上是管道摩擦阻力）一類是沿程阻力，實際上是管道摩擦阻力，與管長和管，與管長和管內(nèi)流動面上的表面質(zhì)量有關。內(nèi)流動面上的表面質(zhì)量有關。2 2）另一類是局部阻力，它是由流通截面人小、形狀以及流）另一類是局部阻力，它是

26、由流通截面人小、形狀以及流動方向變化，在局部產(chǎn)生渦流損失所引起的。動方向變化，在局部產(chǎn)生渦流損失所引起的。1 1、降低進氣系統(tǒng)的流動阻力、降低進氣系統(tǒng)的流動阻力2022-5-11摩托車發(fā)動機原理35（2 2）降低進氣系統(tǒng)的流動阻力的措施：）降低進氣系統(tǒng)的流動阻力的措施：1 1）加大進氣門直徑。）加大進氣門直徑。2 2）增加進氣門數(shù)目。）增加進氣門數(shù)目。3 3）合理設計進氣道及氣門的結(jié)構(gòu)。）合理設計進氣道及氣門的結(jié)構(gòu)。4 4）對空氣濾清器定時進行清理。）對空氣濾清器定時進行清理。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理36v進氣門直徑增大進氣門直徑增大, ,擴大氣流通路截面積增加，擴大氣流通路截面積增

27、加， 提高。提高。v雙氣門（一進一排）：進氣門直徑可達活塞直雙氣門（一進一排）：進氣門直徑可達活塞直徑的徑的45%50%45%50%，氣門與活塞面積之比為，氣門與活塞面積之比為0.20.250.20.25，進氣門比排氣門大進氣門比排氣門大15%20%15%20%。v受結(jié)構(gòu)限制，進一步增大比例已很困難。受結(jié)構(gòu)限制，進一步增大比例已很困難。c1）加大進氣門直徑。）加大進氣門直徑。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理37多氣門結(jié)構(gòu)多氣門結(jié)構(gòu) ：缸徑大于缸徑大于80mm時，采用二進二排結(jié)構(gòu)；時，采用二進二排結(jié)構(gòu)；缸徑小于缸徑小于80mm時，采用三進二排結(jié)構(gòu)。時，采用三進二排結(jié)構(gòu)。 2)增加氣門數(shù)增加氣門

28、數(shù)2022-5-11摩托車發(fā)動機原理38 四氣門機與二四氣門機與二氣門機相比，功氣門機相比，功率可提高率可提高70%，扭矩可提高扭矩可提高30%，且響應性比增壓且響應性比增壓機好，故是汽車機好，故是汽車發(fā)動機高功率化發(fā)動機高功率化的有力措施。的有力措施。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理39 氣門升程氣門升程 氣門升程增加、改進凸輪型線、減小運動件質(zhì)量、增加氣門升程增加、改進凸輪型線、減小運動件質(zhì)量、增加零件剛度，在慣性力允許條件下使氣門開閉盡可能快，以增零件剛度，在慣性力允許條件下使氣門開閉盡可能快，以增大時面值，大時面值，提高充量系數(shù)。提高充量系數(shù)。 最大氣門升程與閥盤直徑之比最大氣門升程

29、與閥盤直徑之比L/d取取0.260.28。 以增大時面值，提高以增大時面值，提高充量系數(shù)充量系數(shù)。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理402.2.減少對進氣充量的加熱減少對進氣充量的加熱 在進氣的過程中，進入氣缸的新鮮充量將會被各種高溫表面所加熱在進氣的過程中，進入氣缸的新鮮充量將會被各種高溫表面所加熱而溫度升高。從而導致進氣密度下降，充量系數(shù)減小，還可能促使發(fā)功而溫度升高。從而導致進氣密度下降，充量系數(shù)減小，還可能促使發(fā)功機整體熱負荷提高和不正常燃燒的發(fā)生。進氣溫升受到各種結(jié)構(gòu)與運行機整體熱負荷提高和不正常燃燒的發(fā)生。進氣溫升受到各種結(jié)構(gòu)與運行參數(shù)的影響，如進氣管結(jié)構(gòu)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻水

30、溫度。參數(shù)的影響，如進氣管結(jié)構(gòu)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、冷卻水溫度。措施措施: 盡量避免新鮮空氣同高溫零件接觸。盡量避免新鮮空氣同高溫零件接觸。 降低活塞頂及氣門處的溫度降低活塞頂及氣門處的溫度，均采用，均采用進、排氣管兩側(cè)布置進、排氣管兩側(cè)布置 的方案，以的方案，以提高充量系數(shù)。所以進氣管與排氣管布置在同一側(cè)。提高充量系數(shù)。所以進氣管與排氣管布置在同一側(cè)。 對于對于，有時也采用進氣冷卻技術，以降低進氣溫度。，有時也采用進氣冷卻技術，以降低進氣溫度。 組織燃燒掃氣。組織燃燒掃氣。 增壓機進氣中冷。增壓機進氣中冷。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理413 3、降低排氣系統(tǒng)的流動阻力、降低排氣系統(tǒng)的流動

31、阻力（1 1）減?。p小排排氣系統(tǒng)阻力，可以使氣缸內(nèi)的殘余廢氣壓力下降，氣系統(tǒng)阻力，可以使氣缸內(nèi)的殘余廢氣壓力下降，這樣不僅可以減少殘余廢氣系數(shù)，有利于提高充量系數(shù)，而這樣不僅可以減少殘余廢氣系數(shù)，有利于提高充量系數(shù)，而且可以減少泵氣損失，提高指示效率且可以減少泵氣損失，提高指示效率（2 2）設計目標：降低排氣背壓、減小排氣噪聲）設計目標：降低排氣背壓、減小排氣噪聲措施措施:va.排氣道應當是漸擴型，以保證排出氣體的充分膨脹，從而排氣道應當是漸擴型，以保證排出氣體的充分膨脹，從而降低氣缸與排氣管內(nèi)的壓力差，使得氣缸內(nèi)的廢氣壓力得以降低氣缸與排氣管內(nèi)的壓力差，使得氣缸內(nèi)的廢氣壓力得以迅速下降，達

32、到提高充量系數(shù)和降低泵氣損失的目的。迅速下降，達到提高充量系數(shù)和降低泵氣損失的目的。vb.選擇良好的排氣歧管的流形，避免排氣道內(nèi)截面突變、急選擇良好的排氣歧管的流形，避免排氣道內(nèi)截面突變、急轉(zhuǎn)彎和凸臺，有助于降低整個流通阻力；轉(zhuǎn)彎和凸臺，有助于降低整個流通阻力；vc.在滿足必要的消聲效果要求下，應盡可能降低消聲器的流在滿足必要的消聲效果要求下，應盡可能降低消聲器的流通阻力。通阻力。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理424.4.合理選擇進排氣相位角合理選擇進排氣相位角 從獲得最大充量系數(shù)的角度出發(fā)，比較理想的配氣系統(tǒng)應當要從獲得最大充量系數(shù)的角度出發(fā)，比較理想的配氣系統(tǒng)應當要滿足以下要求：滿足以

33、下要求：1 1）低速時，采用較小的）低速時，采用較小的氣門疊開角氣門疊開角以及以及較小的氣門升程較小的氣門升程，防，防止出現(xiàn)缸內(nèi)新鮮充量向進氣系統(tǒng)的倒流，以便增加轉(zhuǎn)矩，提止出現(xiàn)缸內(nèi)新鮮充量向進氣系統(tǒng)的倒流，以便增加轉(zhuǎn)矩，提高燃油經(jīng)濟性。高燃油經(jīng)濟性。2 2）高速時應具有最大的）高速時應具有最大的氣門升程和進氣遲閉角氣門升程和進氣遲閉角，以最大程度，以最大程度地減小流動阻力，充分利用地減小流動阻力，充分利用氣流慣性氣流慣性，提高充量系數(shù)，以滿，提高充量系數(shù)，以滿足動力性要求。足動力性要求。3 3）配合以上變化，對進氣門從開啟到關閉的持續(xù)期（又稱作）配合以上變化，對進氣門從開啟到關閉的持續(xù)期（又稱作用角）也應用角）也應進行調(diào)整進行調(diào)整，以實現(xiàn)最佳的進氣定時。，以實現(xiàn)最佳的進氣定時。 措施：利用氣門可變正時技術可以在全部轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提高充措施：利用氣門可變正時技術可以在全部轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提高充量系數(shù)。量系數(shù)。2022-5-11摩托車發(fā)動機原理43 完全滿足上述各項要求的機構(gòu)是相當復雜的，目前完全滿足上述各項要求的機構(gòu)是相當復雜的，目前還僅僅處于研究階段如還僅僅處于研究階段如( (GMGM汽