发动机原理教案7、影响换气过程的因素
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式中：m1、V1—实际进入气缸的新鲜工质的质量、体积；
ms、Vs—进气状态下充满工作容积的新鲜工质的质量、气缸工作容积。
进气状态的含义：指空滤器后方进气管内的气体状态。
（1）对非增压发动机，指的是发动机当时、当地的大气压力和温度；
（2）对增压发动机，指的是增压器（压气机出口或中冷器）后的新鲜充量的压力和温度。
（2）负荷：当转速不变而增加发动机负荷时，缸壁等零件温度升高，Ta有所上升。
3）残余废气系数
2）压缩比提高，残余废气系数减小。
（3）排气压力高，废气多，充气效率降低。
（4）排气系统阻力大，排气压力高，废气多。
4）配气定时
对充气效率影响最大的是进气门的迟后关闭，其次是排气门的迟后关闭。
ηv越高，在换气过程中，每循环进入气缸的新鲜充量愈多，发动机的功率和扭矩就可愈大，每循环气缸的充气量是决定内燃机性能指标的一个重要因素。
ηv可用试验方法测得，发动机充气效率一般为：
汽油机：ηv= 0.75～0.85
柴油机：ηv= 0.75～0.90
2、影响充气效率的因素
影响充气效率的因素有进气状态和进气终了状态的压力、温度、废气残余系数、压缩比等。
非增压发动机实际充气量通常小于理论充气量，故ηv小于1。但在一定条件下，如增压发动机就有可能大于1。
1）进气终了时的压力Pa
Pa对ηv有重要影响，Pa愈高，ηv值愈大
Pa = Ps--△Pa
式中，△pa为气体流动时，克服进气系统阻力而引起的压降（kPa）。一般可写成
式中:λ——管道阻力系数；
ρ——进气状态下气体的密度；
1、理论空气量和过量空气系数
1）理论空气量：指1kg的燃料完全燃烧时所需的最低空气量。（汽油：14.7；柴油：14.5 )
2）过量空气系数：指燃烧1kg燃料实际供给的空气量L与理论空气量L0的比值。
φat＞1稀混合气；
φat＜1浓混合气；
φat=1理论（标准）混合气。
2、三大效率与发动机功率和转矩的关系
二、复习（提问）：
三、介绍本节课内容：
本节课主要讲述发动机充气效率的定义、影响因素及各因素对充气效率的影响等。
四、导入（接合提问）：
五、新课讲授（播放课件）：
影响换气过程的因素与换气过程对发动机性能的影响
一、影响换气过程的因素
1、充气效率：评价不同发动机换气过程完善程度的重要指标。
充气效率是实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的质量的比值ηv=m1/m2=V1/V2
V——管道内气体的流速（m/s）
可见，△pa主要取决于各段管道的阻力系数和气体流速。若大、高时，△pa增加，使pa下降。
（1）转速对进气压力的影响
负荷不变，转速变化时：
转速↑，则△p↑↑，从而pa↓，ηv↓
（2）负荷对进气压力的影响
转速不变，负荷变化时：
柴油机：△p基本不变，从而pa基本不变，ηv基本不变
汽油机：负荷↑，则△p↓，从而pa↑，ηv↑
2）进气终了的温度Ta
Ta值愈高，充入汽缸的工质密度愈小，ηv降低。引起Ta升高的原因是:
（1）新鲜工质进入发动机与高温零件接触而被加热。
（2）新鲜工质与高温残余废气混合而被加热。
（3）排气管对进气管的影响
转速和负荷对Ta的影响
（1）转速：当负荷不变而转速增加时，由于新鲜工质与缸壁等接触时间短，传热量少，所以Ta稍有下降。
式中：K1、K2：对一定的发动机为比例常数，且K2=9550 K1。
影响发动机动力性指标（Pe和Me）的参数主要有：过量空气系数、充气效率、指示热效率和机械效率。提高充气效率是提高发动机动力性的重要措施之一。
六、课堂总结（提问）：
七、布置作业：
八、下课：
作业计划
自编题
备注
编写教师
审阅意见
年月日
进气门迟闭，进气终了压力因气流惯性作用而增加，即pa↑，所以充气效率ηv↑
排气门迟闭角小，充分排气下降；排气迟闭角大，残余废气增加，实际充气减少，充气效率下降。
5）压缩比
压缩比↑，压缩容积↓，残余废气量↓，因而ηv↑
6）进气（或大气）状态
增压，压力↑，进气↑，pa↑，充气效率ηv↑
二、换气过程对发动机性能的影响
一）、残余废气系数的影响因素对换气过程的影响
1、Pa↑,Ta↓→实际充量↑→r↓→ηv↑
2、Pr↑,Tr↓→r↑→ηv↓
3、压缩比↑→燃烧室容积↓→残余废气量↓→ηv↑
4、合适的配气相位，残余废气系数↓→ηv↑。
二）、换气过程对发动机性能影响
充气效率、指示热效率、机械效率三者并称为发动机的三大效率。
总第7次课
课题
影响换气过程的因素
授课班级
授课日期
2013.10.8——10.9
教学目标
1、掌握充气效率各相关概念
2、掌握充气效率的影响因素
3、熟知各影响因素对充气效率的影响
4、了解不同发动机的充气效率
重点、难点
充气效率的影响因素
各影响因素对充气效率的影响
教具
多媒体图片及动画
教学过程
一、组织教学：
师生问好，清点人数。
ms、Vs—进气状态下充满工作容积的新鲜工质的质量、气缸工作容积。
进气状态的含义：指空滤器后方进气管内的气体状态。
（1）对非增压发动机，指的是发动机当时、当地的大气压力和温度；
（2）对增压发动机，指的是增压器（压气机出口或中冷器）后的新鲜充量的压力和温度。
（2）负荷：当转速不变而增加发动机负荷时，缸壁等零件温度升高，Ta有所上升。
3）残余废气系数
2）压缩比提高，残余废气系数减小。
（3）排气压力高，废气多，充气效率降低。
（4）排气系统阻力大，排气压力高，废气多。
4）配气定时
对充气效率影响最大的是进气门的迟后关闭，其次是排气门的迟后关闭。
ηv越高，在换气过程中，每循环进入气缸的新鲜充量愈多，发动机的功率和扭矩就可愈大，每循环气缸的充气量是决定内燃机性能指标的一个重要因素。
ηv可用试验方法测得，发动机充气效率一般为：
汽油机：ηv= 0.75～0.85
柴油机：ηv= 0.75～0.90
2、影响充气效率的因素
影响充气效率的因素有进气状态和进气终了状态的压力、温度、废气残余系数、压缩比等。
非增压发动机实际充气量通常小于理论充气量，故ηv小于1。但在一定条件下，如增压发动机就有可能大于1。
1）进气终了时的压力Pa
Pa对ηv有重要影响，Pa愈高，ηv值愈大
Pa = Ps--△Pa
式中，△pa为气体流动时，克服进气系统阻力而引起的压降（kPa）。一般可写成
式中:λ——管道阻力系数；
ρ——进气状态下气体的密度；
1、理论空气量和过量空气系数
1）理论空气量：指1kg的燃料完全燃烧时所需的最低空气量。（汽油：14.7；柴油：14.5 )
2）过量空气系数：指燃烧1kg燃料实际供给的空气量L与理论空气量L0的比值。
φat＞1稀混合气；
φat＜1浓混合气；
φat=1理论（标准）混合气。
2、三大效率与发动机功率和转矩的关系
二、复习（提问）：
三、介绍本节课内容：
本节课主要讲述发动机充气效率的定义、影响因素及各因素对充气效率的影响等。
四、导入（接合提问）：
五、新课讲授（播放课件）：
影响换气过程的因素与换气过程对发动机性能的影响
一、影响换气过程的因素
1、充气效率：评价不同发动机换气过程完善程度的重要指标。
充气效率是实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质的质量的比值ηv=m1/m2=V1/V2
V——管道内气体的流速（m/s）
可见，△pa主要取决于各段管道的阻力系数和气体流速。若大、高时，△pa增加，使pa下降。
（1）转速对进气压力的影响
负荷不变，转速变化时：
转速↑，则△p↑↑，从而pa↓，ηv↓
（2）负荷对进气压力的影响
转速不变，负荷变化时：
柴油机：△p基本不变，从而pa基本不变，ηv基本不变
汽油机：负荷↑，则△p↓，从而pa↑，ηv↑
2）进气终了的温度Ta
Ta值愈高，充入汽缸的工质密度愈小，ηv降低。引起Ta升高的原因是:
（1）新鲜工质进入发动机与高温零件接触而被加热。
（2）新鲜工质与高温残余废气混合而被加热。
（3）排气管对进气管的影响
转速和负荷对Ta的影响
（1）转速：当负荷不变而转速增加时，由于新鲜工质与缸壁等接触时间短，传热量少，所以Ta稍有下降。
式中：K1、K2：对一定的发动机为比例常数，且K2=9550 K1。
影响发动机动力性指标（Pe和Me）的参数主要有：过量空气系数、充气效率、指示热效率和机械效率。提高充气效率是提高发动机动力性的重要措施之一。
六、课堂总结（提问）：
七、布置作业：
八、下课：
作业计划
自编题
备注
编写教师
审阅意见
年月日
进气门迟闭，进气终了压力因气流惯性作用而增加，即pa↑，所以充气效率ηv↑
排气门迟闭角小，充分排气下降；排气迟闭角大，残余废气增加，实际充气减少，充气效率下降。
5）压缩比
压缩比↑，压缩容积↓，残余废气量↓，因而ηv↑
6）进气（或大气）状态
增压，压力↑，进气↑，pa↑，充气效率ηv↑
二、换气过程对发动机性能的影响
一）、残余废气系数的影响因素对换气过程的影响
1、Pa↑,Ta↓→实际充量↑→r↓→ηv↑
2、Pr↑,Tr↓→r↑→ηv↓
3、压缩比↑→燃烧室容积↓→残余废气量↓→ηv↑
4、合适的配气相位，残余废气系数↓→ηv↑。
二）、换气过程对发动机性能影响
充气效率、指示热效率、机械效率三者并称为发动机的三大效率。
总第7次课
课题
影响换气过程的因素
授课班级
授课日期
2013.10.8——10.9
教学目标
1、掌握充气效率各相关概念
2、掌握充气效率的影响因素
3、熟知各影响因素对充气效率的影响
4、了解不同发动机的充气效率
重点、难点
充气效率的影响因素
各影响因素对充气效率的影响
教具
多媒体图片及动画
教学过程
一、组织教学：
师生问好，清点人数。