发动机原理发动机的换气过程.pptx

第二章发动机的换气过程第一节四行程发动机的换气过程第二节四行程发动机的充气效率第三节减少进气系统的阻力1.时面值
时面值表示了气门的通过能力

时面值与角面值

2.进气马赫数Ma
进气马赫数Ma是进气门处气体的平均速度vm与该处声速c的比值
平均速度vm是实际进入气缸的新鲜充量与进气门有效时面值之比
当Ma超过一定数值(0.5左右)时，ŋv便急剧下降
限制Ma值对于高速发动机尤为重要
减小Ma值的主要措施：增大气门的相对通过面积，改善气门处的气体流动、提高流量系数，合理的配气相位3.气门直径和气门数
增大进气门直径可以扩大气流通路截面积
在双气门（一进一排）结构中，进气阀盘直径可达活塞直径的45%～50%，气门与活塞面积之比为0.2～0.25，进气门比排气门一般大15%～20%
进一步增大进气门流通截面，可采用多气门结构。保证高速进气量4.气门升程
适当增加气门升程，改进凸轮型线，减小运动件质量，增加零件刚度，在惯性力允许条件下使气门开闭得尽可能快，从而增大时面值，提高通过能力
气门升程－最大气门升程与阀盘直径之比L/d取0.26～0.285.减少气门处的流动损失
改善气门处流体动力性能，如气门头部到杆身的过渡形状，气门和气门座的锐边等改善配气机构的措施第四节合理选择配气定时第五节进气管的动态效应作业一第六节可变技术可实现高速、低速和可变排量三种方式动作的机构。
高速时，高速摇臂是靠油压控制活塞（T形连杆内）与T形连杆相连接，高速凸轮驱动力借助于T形连杆传递到气门。
低速时，高速摇臂与T形连杆的连接断开，而低速摇臂靠油压控制活塞和T形连杆相连接，低速凸轮传力到气门。
在低速、小负荷工作时，1、4两气缸的高速、低速两摇臂均与T形连杆断开，气门停止工作，只有2、3缸按低速方式运转，切换工况如图所示。
高、低速凸轮切换是在发动机转速为5000r/min时，在同一气门开度，两个凸轮输出达到一致点进行切换。第七节二行程发动机的换气过程活塞由下止点向上运动，当活塞上行关闭排气口后（a）即开始压缩过程，a-c段；
上行至上止点前约10°～30°曲轴转角，喷油（或点火）燃烧，缸内气体温度、压力迅速上升，c-z段即燃烧过程；
继而高温、高压气体推动活塞下行，即作功的膨胀行程，如z-b段，活塞下行至b点，开启排气口（b），膨胀行程结束，排气行程开始。
排气口开始打开时，缸内压力一般为0.3～0.6MPa。排气处于超临界状态，废气以声速流出气缸，缸内压力迅速下降，进入亚临界状态。从排气口开始打开到缸内压力接近扫气压力，新气开始流入气缸这段排气，称为自由排气。此时是靠缸内与排气管之间的压差排除废气，其中从排气口打开到扫气口打开（f）这一段，又称先期排气（b-f），必须保证先期排气时面值，以避免废气倒流。
当扫气口打开，已被提高压力的新鲜工质得以进入气缸，并驱赶废气继续排出，此过程一直进行到下止点后扫气口关闭为止（h）。由于此阶段是利用新气扫除废气，故称为扫气过程，如示功图中的f-d-h段。
扫气口关闭后，排气口还开着，这时由于活塞上行的排挤及排气气流的惯性，会继续排出新鲜工质和废气的混合气，直至排气口完全关闭，如示功图中的a点。从扫气口关闭到排气口关闭这段是额外排气阶段（h-a），其中有大量新鲜工质排出，是要尽量避免的阶段。
活塞继续上行，重复压缩过程，进行新的循环。从排气口开始打开到排气口完全关闭，即示功图上的b-d-a曲线，为二行程发动机的换气过程，大约占130°～150°曲轴转角。