影响汽车发动机充气效率的因素和解决措施

分析影响发动机充气效率的因素及提高其方法
摘要：发动机在燃烧过程中需要充足的氧气，影响发动机充气效率的因素有进气终了压力、进气终了温度、排气终了残余废气压力和温度；提高发动机的充气效率的措施有：减小进气系统的流动损失、减少排气系统对气流的阻力、气门叠开角、合理选择配气正时，保证最好的充气效率。

1 学习本课程目的及意义及心得
通过对本课程学习，使我们了解了内燃机工作循环中各个过程的各阶段包括发动机性能评价、基本工作过程,发动机特性、增压、平衡等并加强排气污染、噪音震动等知识；掌握整机工作性能评定指标及其影响因素；运转特性及调整特性；使我们能正确的合理的选择，运用内燃机。

为我们毕业设计打下动力基础，意义非常重大。

《汽车发动机原理》课程结束了但是它为我们带来的影响远不止是这一段时间。

通过对此课程的学习使我们掌握汽车发动机工作过程各项性能指标的概念和内涵及其影响因素，熟悉汽车发动机基本理
论、一般工作过程和实际工作循环的特点，学习内燃机的充量更换、燃料供给与调节、混合气的形成与燃烧以及污染物的生成与排放控制等方面的工作原理及影响因素，能运用所学知识，分析提高内燃机各种工作性能指标、降低排放的技术措施和适用条件，了解当今国内
外内燃机技术的新发展，同时进一步掌握发动机方面的英文专业词汇。

初步具有利用发动机的基本原理解决实际问题的专业技术应用能力。

2 影响发动机充气效率的因素
1.进气系统的阻力越大，则进入气缸的新鲜混合气愈少，充气效率愈小
2.缸内气体温度越高，充人气体密度越小，充气系数下降
3.残余废气压力高，残余废气密度大，废气量多，则新鲜充量减少，充气效率下降
3 提高发动机充气效率的措施
3.1 安装涡轮增压
涡轮增压，是一种利用内燃机运作所产生的废气驱动空气压缩机的技术。

与超级增压器功能相若，两者都可以增加进入内燃机的空气流量，从而令机器效率提高。

涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。

一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。

这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。

就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L 发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个
层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。

不过在经过了增压之后，发动机在工作时候的压力和温度都大大升高，因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短，而且机械性能润滑性能都会受到影响，这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。

3.2 采用可变配气相位
用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。

进气配气相位为180°+进气提前角α+进气迟后角β，排气配气相位为180°+排气提前角γα+排气迟后角δ。

试验证明：在进、排气门早开、晚关的过程中，进气门的晚关，对充气效率影响最大，其次是重叠角的大小，人们多数在进气方面改善性能指标。

通过试验证明，两种进气迟后角的充气效率（ηv）和功率（Ne）变化规律是：
1、低速时，晚关60°的充气效率ηv低、发动机功率Ne升高迟后。

2、高速时，超过2300~2500r/min后，晚关60°的充气效率ηv和功率Ne ，明显优于40°的相位角。

3.3 增大空气滤清
清除空气中的微粒杂质的装置。

活塞式机械（内燃机、往复压缩机等）工作时，如果吸入空气中含有灰尘等杂质就将加剧零件的磨损，所以必须装有空气滤清器。

空气滤清器由滤芯和壳体两部分组成。

空气滤清器的主要要求是滤清效率高、流动阻力低、能较长时间连续使用而无需保养。

空气滤清器（Air Cleaner）主要应用在气动机械、内燃机械等领
域，作用是为这些机械设备提供清洁的空气，以防这些机械设备在工作中吸入带有杂质颗粒的空气而增加磨蚀和损坏的几率。

空气滤清器的主要组成部分是滤芯和机壳，其中滤芯是主要的过滤部分，承担着气体的过滤工作，而机壳是为滤芯提供必要保护的外部结构。

空气滤清器的工作要求是能承担高效率的空气滤清工作，不为空气流动增加过多阻力，并能长时间连续工作。

其在液压机械的液压系统上也有不同程度的应用，主要用来调节液压系统油箱的内外压力差。

作用发动机在工作过程中需要吸进大量的空气，如果空气不经过滤清，空气中悬浮的尘埃被吸入气缸中，就会加速活塞组及气缸的磨损。

较大的颗粒进入活塞与气缸之间，会造成严重的“拉缸”现象，这在干燥多沙的工作环境中尤为严重。

空气滤清器装在化油器或进气管的前方，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气。

在汽车的千千万万个零部件中，空气滤清器是一个极不起眼的部件，因为它不直接关系到汽车的技术性能，但在汽车的实际使用中，空气滤清器却对汽车（特别是发动机）的使用寿命有极大的影响。

，如果没有空气滤清器的过滤作用，发动机就会吸入大量含有尘埃、颗粒的空气，导致发动机气缸磨损严重；另一方面，如果在使用过程中，长时间不给维护保养，空气滤清器的滤芯就会粘满空气中的灰尘，这不但使过滤能力下降，而且还会妨碍空气的流通，导致混合气过浓而使发动机工作不正常。

因此，按期维护保养空气滤清器是至关重要的。

空气滤清器一般有纸质和油浴式两种。

近年来，由于纸质滤清器
具有滤清效率高、质量轻、成本低、维护方便等优点，已被广泛采用。

纸质滤芯的滤清效率高达99.5%以上，油浴式滤清器的滤清效率在正常的情况下滤清效率为95－96%。

目前轿车上广泛使用的空气滤清器是纸质滤清器，又分为干式和湿式两种。

对干式滤芯来说，一旦浸入油液或水分，滤清阻力就会急剧增大，因此清洁时切忌接触水分或油液，则必须更换新件。

在发动机运转时，进气是断续的，从而引起空气滤清器壳体内的空气振动，如果空气压力波动太大，有时会影响发动机的进气。

此外，这时也将加大进气噪声。

为了抑制进气噪声，可以加大空气滤清器壳体的容积，有的还在其中布置了隔板，以减小谐振。

空气滤清器的滤芯分为干式滤芯和湿式滤芯两种。

干式滤芯材料为滤纸或无纺布。

为了增加空气通过面积滤芯大都加工出许多细
小的摺皱。

当滤芯轻度污损时，可以使用压缩空气吹净，当滤芯污损严重时应当及时更换新芯。

湿式滤芯使用海棉状的聚氨脂类材料制造，装用时应滴加一些机油，用手揉匀，以便附空气中的异物。

如果滤芯污损之后，可以用清洗油进行清洗，过分污损也应该更换新滤芯。

如果滤芯阻塞严重，将使进气阻力增加，发动机功率下降。

同时由于空气阻力增加，也会增加吸进的汽油量，导致混合比过浓，从而使发动机运转状态变坏，增加燃料消耗，也容易产生积炭。

平时应该养成经常检查空气滤清器滤芯的习惯。

3.4 改动进气机构
采用了可变进气歧管技术，就是分别在低速好高速状态下改变进气歧管的长度和形状，来提高进气系数和效率；一般情况下，认为多
气门可以提高进排气效率，但事实上采用多气门也是有个限度的，甚至有局限性；在低速的情况下，两气门比多气门的进气效率就要好一些，所以有的车如大众最新某款发动机采用了一种在多气门发动机上的可变进排气门的技术，就是通过在气门室盖里一组复杂的凸轮在低速时候关闭其中的一组进排气门。

在多气门技术中有机械式的发展到电子控制的，从可变进排气门工作状态来说有连续式和适时介入式。