1、定義：是指排氣過程和進氣過程的通稱。 包括從排氣門開啟直到進氣門關(guān)閉的整個時期; 約占410480曲軸轉(zhuǎn)角。 換氣過程的任務(wù)： 將缸內(nèi)廢氣盡可能排干凈 并充入盡量多的新鮮充量 換氣過程進行的完善程度是提高發(fā)動機動力性的重要因素。 ？,第三章 內(nèi)燃機的換氣過程,主要內(nèi)容： 1、四沖程發(fā)動機的換氣過程 2、四沖程發(fā)動機的充氣效率 本章重點： 1、四沖程發(fā)動機換氣過程的劃分與特點； 2、換氣過程中的能量損失-換氣損失； 3、評價換氣過程好壞的指標(biāo)充氣效率； 4、影響充氣效率的因素（主要是使用因素）。,第一節(jié) 四行程發(fā)動機的換氣過程,一、換氣過程 分五個階段： 1、自由排氣階段 2、強制排氣階段 3、

2、進排氣重疊階段 4、進氣階段 5、慣性進氣階段,二、換氣損失,排氣損失,四行程發(fā)動機的換氣損失,w:膨脹損失 x:推出損失,進氣損失,y:進氣損失 換氣損失：x+y+w 泵氣損失：x+y-u （負(fù)功部分）,隨著排氣提前角的增大,膨脹損失增加,推出損失減小。,四行程發(fā)動機的換氣損失,a-提前角適當(dāng)； b-提前角過大； c-提前角過小； d-排氣阻力過大。,適當(dāng)?shù)呐艢馓崆敖菓?yīng)使兩者之和最小，即W+X最小。,第二節(jié) 四沖程發(fā)動機的充氣效率,一、充氣效率c 指每循環(huán)實際封存在氣缸內(nèi)的新鮮充量m1與在進氣狀態(tài)下（Ps、Ts）充滿氣缸工作容積的理論充量msh之比。 c=m1/msh =V1/Vs V1實際

3、進入氣缸新鮮充量體積（進氣狀態(tài)） Vs氣缸工作容積 實際上，c1。 ？（三個因素） （汽0.70.85；柴0.750.9) 進氣狀態(tài)對非增壓發(fā)動機，指空氣濾清器后進氣管內(nèi)的氣體狀態(tài)（壓力和溫度）；對增壓發(fā)動機，指增壓器出口的氣體狀態(tài)。,1、使用因素 （1）轉(zhuǎn)速n n進氣流速 流動阻力 Pa c,不同節(jié)氣門開度、不同 轉(zhuǎn)速時的進氣壓力,n過低慣性進氣 c ,一定的進氣系統(tǒng)，一定負(fù)荷下，有一個轉(zhuǎn)速對應(yīng)的充量系數(shù)最大。,二、影響充氣效率的因素,（2）負(fù)荷 汽油機： 負(fù)荷 節(jié)氣門開度 進氣阻力 進氣終了壓Pa c ,汽油機的充量系數(shù)隨 負(fù)荷的變化關(guān)系 1-全負(fù)荷 2、3、4、5、部分負(fù)荷,柴油機：負(fù)荷

4、調(diào)節(jié)屬于質(zhì)調(diào)節(jié)，負(fù)荷的變化對充氣效率無明顯的影響。,（3）大氣狀態(tài) 大氣壓力P0： P0Pa，但Pa/P0基本不變，故c不變。 大氣溫度T0： T0變化，Ta也變化，T0/Ta基本不變，故c不變 但P0(T0)=0=ma=發(fā)動機功率。,進氣系統(tǒng)阻力系數(shù),（4）殘余廢氣系數(shù)r r=mr/m1 mr殘余廢氣質(zhì)量 汽油機低負(fù)荷時， r ；排氣壓力高， r r的一般范圍：汽油機 0.05-0.16 柴油機 0.03-0.06 增壓柴油機 0-0.03 r c ，而且燃燒惡化,(1) 進氣系統(tǒng) 進氣系統(tǒng)部件？ 減小進氣系統(tǒng)阻力進氣終了壓力 c 進氣門直徑大于排氣門直徑，氣門頂部的形狀呈流線型。 （2）壓

5、縮比 Vc， r c 。,2、結(jié)構(gòu)因素,（3）配氣相位 配氣相位是進排氣門啟閉角與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系。,適當(dāng)?shù)呐錃庀辔唬色@得較高的充氣效率。 進氣滯后角對c的影響最大。 轉(zhuǎn)速 進氣滯后角 改變進氣滯后角可以改變c 、扭矩和功率隨轉(zhuǎn)速變化的趨向。圖3-8 配氣相位是靠？控制的,三、提高充氣系數(shù)的措施 1、減小進氣系統(tǒng)的阻力 （1）減小空濾器的阻力 采用低阻、高效濾清器，經(jīng)常保養(yǎng)清潔等。 （2）減小進氣管、道的阻力 設(shè)計合理選擇斷面，彎少避免突變。使用清除積炭、安裝正確、保持暢通。采用直線型進氣系統(tǒng)。 選擇進氣管要綜合考慮動力性、經(jīng)濟性和排放性要求。 （3）減小進氣門的阻力 增大進氣門直徑增加進氣門

6、數(shù)目 增加進氣門升程改善氣門頭與桿的過渡形狀,2、減小排氣系統(tǒng)的阻力 使用清除積炭、安裝正確、保持暢通。 3、合理進氣予熱 4、合理配氣相位進氣遲閉角 5、采用可變進氣系統(tǒng) 可變配氣相位 低速，進氣滯后角小防止新氣倒流 高速，進氣滯后角大充分利用氣體流動慣性 可變進氣管道 低速與小負(fù)荷進氣管道細(xì)而長 高速與大負(fù)荷進氣管道粗而短 可變進氣門 低速與小負(fù)荷僅開一個主進氣門 高速與大負(fù)荷時開幾個進氣門。,四沖程發(fā)動機的充量系數(shù),c隨n的變化關(guān)系,四行程發(fā)動機 充量系數(shù)的范圍,在實際使用中，如果進氣門間隙過大，不僅使氣門的時間-斷面值減少，還使進氣滯后角減小，改變充量系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化趨向，影響車輛的使

7、用。,進氣滯后角對充量系數(shù)、 扭矩、功率的影響,自由排氣階段,從排氣門打開到氣缸壓力接近于排氣管壓力自由排氣階段。 缸內(nèi)壓力與排氣管壓力之比大于臨界值（1.9），排氣流動處于超臨界狀態(tài)，廢氣以當(dāng)?shù)匾羲賏排出，流量與排氣管壓力無關(guān)。 臨界值:(/(K+1)(K/(K-1)； a = (KRT)1/2 (m/s) （當(dāng)T=7001100K時，a可達500700m/s)。 當(dāng)壓差小于1.9時，處于亞臨界流動狀態(tài)，與排氣門流通面積和壓差有關(guān)。 廢氣的排出。 排氣門提前開，一般排氣提前角設(shè)計為30-80CA。 自由排氣在下止點后10-30CA結(jié)束。 高速機中，應(yīng)加大排氣提前角。 ？ 如 CA6102，n

8、3300r/min，排氣提前角42； 切諾基,n5600r/min，排氣提前角56。,強制排氣階段,從自由排氣結(jié)束至排氣門關(guān)閉強制排氣階段 廢氣需依靠活塞上行被強制推出。 氣缸內(nèi)壓力下降到接近排氣管內(nèi)壓力（高出10kPa左右），壓力差很?。?整個排氣過程中持續(xù)的時間最長； 排出的廢氣量少于自由排氣階段排出的廢氣量。,進排氣重疊階段,進排氣門同時打開的現(xiàn)象進排氣重疊階段，也稱氣門疊開或掃氣階段 清除殘余廢氣，增加進氣利用排氣慣性和掃氣。 排氣門遲后關(guān)閉，進氣門提前開啟進氣管、氣缸、排氣管三者相通。 一般：排氣滯后角為1035CA；進氣提前角為1040CA。 非增壓進排氣門重疊角一般為20-60。

9、 增壓柴油機，需較大的氣門重疊角，一般80-160 ？,進氣階段,從排氣門關(guān)閉至活塞到達下止點進氣階段 大量新鮮氣體被吸入氣缸，為主進氣階段。 由于進氣系統(tǒng)的阻力，進氣階段氣缸內(nèi)的壓力低于大氣壓力。 由于受排氣管、缸內(nèi)殘余廢氣的加熱，進氣溫度高于大氣溫度。,慣性進氣階段,從活塞下止點到進氣門關(guān)閉慣性進氣階段 進氣門滯后關(guān)閉，利用氣流的慣性進氣。 轉(zhuǎn)速越高，活塞平均速度和進氣流速越大，進氣氣流動能越大，故高速內(nèi)燃機進氣滯后角較大。 進氣滯后角一般為4070CA。 從活塞行至下止點到進氣門完全關(guān)閉時的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為進氣滯后角。,氣缸內(nèi)壓力和排氣管內(nèi)壓力以及進、排氣流通截面積隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系,1、排氣損失,由于排氣門提前開啟，造成循環(huán)功的損失w（膨脹損失或自由排氣損失）；和活塞將廢氣推出的損失x（推出損失或強制排氣損失）。,2、進氣損失,由于進氣系統(tǒng)存在阻力,造成循環(huán)功的損失。 實際示功圖中,把圖3-2中的（x+y-u）部分稱為泵氣損失,歸入機械損失中；