第2讲 四冲程内燃机的充气效率
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反映了进气迟闭角度的影响。 反映了进气迟闭角度的影响。
c b p0 r a
Vr Vc V`s Vs
ξpa = m ax
V
四冲程非增压发动机示功图
思考题
什么是充气效率？ [1] 什么是充气效率？怎样确定一台发动机的充气效 率？ [2] 试根据充气效率的分析式，说明提高充气效率的 试根据充气效率的分析式， 措施。 措施。 试述转速和负荷是如何影响充气效率的， [3] 试述转速和负荷是如何影响充气效率的，汽油机 与柴油机有什么不同？ 与柴油机有什么不同？
第二节 四冲程内燃机的充气效率
充气效率 是衡量发动机换气过程完善程度的指标。 是衡量发动机换气过程完善程度的指标。 充气效率可用于比较不同大小、不同类型 充气效率可用于比较不同大小、 发动机的充气品质和换气过程的完善程度， 发动机的充气品质和换气过程的完善程度， 的影响。 不受气缸工作容积 的影响。
转速一定时： 转速一定时：负荷 ↑ → 热负荷 ↑ →
3．残余废气系数： ．残余废气系数：
γ ↑→ηv ↓
减小排气阻力， 减小排气阻力，降低残余废气系数 排气迟闭角增大，可降低残余废气系数 排气迟闭角增大，
4．压缩比： ．压缩比：
ε ↑→γ ↓→ηv ↑
5．配气相位： ．配气相位：
P
'
z
Vc +V s ξ= Vc +Vs
进气状态： 进气状态：
实际测定： 实际测定： 流量计测出发动机每小时实际充气量 理论空气量由下式计算： 理论空气量由下式计算：
' （m3/h) V1
Vs[L] n Vs = ⋅ i ⋅ ⋅ 60 = 0.03 sin(m3 / h) V 1000 2
V ηv = 1 Vs
柴油机： 柴油机：0.75~0.9 汽油机： 汽油机：0.7~0.75
二、充气效率的表达式
P
充入气缸的新鲜充量 = 缸内气体 的总质量－ 的总质量－缸内残余废气质量
z
c
进气门关闭时缸内气体的总质量： 进气门关闭时缸内气体的总质量：
ma = (Vc +V s )ρa
'
b r a
Vr Vc V`s Vs
排气门关闭时缸内残余废气的质量： 排气门关闭时缸内残余废气的质量： p0
1 充气效率 2 充气效率的表达式 3 影响充Biblioteka Baidu效率的因素
一、 充气效率
ηv
定义： 定义： 实际进入气缸的新鲜充量与进气状态下 充满气缸工作容积的新鲜充量之比。 充满气缸工作容积的新鲜充量之比。 定义式： 定义式：
m V ηv = 1 = 1 ms Vs
非增压发动机指当地大气状态； 非增压发动机指当地大气状态； 增压发动机指压气机出口状态
三、影响充气效率的因素
ε Ts pa 1 ηv =ξ ε −1 ps Ta 1+γ
1．进气终了的压力Pa: ．进气终了的压力
pa = ps − ∆pa
1）进气阻力 ∆pa : 包括沿程流动阻力和局部流动阻力 ）
∆pa = λ
ρv
2
2
2）负荷 ） 汽油机: 汽油机 负荷的调节靠节气门开度的大小； 负荷的调节靠节气门开度的大小； 转速不变时，负荷越小，节气门开度越小， 转速不变时，负荷越小，节气门开度越小，流动阻 力大 ； 随着节气门开度的减小， 随着节气门开度的减小，进气终了压力随着转速的 增加而下降得越快。 增加而下降得越快。 柴油机： 柴油机： 负荷的调节靠供油量的多少，流动阻力基本不变。 负荷的调节靠供油量的多少，流动阻力基本不变。
2．进气终了的温度Ta： ．进气终了的温度 ：
Ta ↑→ ρa ↓→ηv ↓
引起进气温升的原因： 引起进气温升的原因： 高温零件的加热； 高温零件的加热； 残余废气与新鲜充量混合而引起的温升。 残余废气与新鲜充量混合而引起的温升。 负荷一定时： 负荷一定时：
n ↑→Ta ↓→ηv ↑
Ta ↑→ηv ↓
m = Vr ρr r
V
四冲程非增压发动机示功图
充入气缸的新鲜充量： 充入气缸的新鲜充量：
ηvVh ρ0 = (Vc +V s )ρa −Vr ρr
'
充气效率的表达式： 充气效率的表达式：
ε Ts pa 1 ηv =ξ ε −1 ps Ta 1+γ
'
Vc +V s ξ= Vc +Vs
mr γ= ηvVs ρs
c b p0 r a
Vr Vc V`s Vs
ξpa = m ax
V
四冲程非增压发动机示功图
思考题
什么是充气效率？ [1] 什么是充气效率？怎样确定一台发动机的充气效 率？ [2] 试根据充气效率的分析式，说明提高充气效率的 试根据充气效率的分析式， 措施。 措施。 试述转速和负荷是如何影响充气效率的， [3] 试述转速和负荷是如何影响充气效率的，汽油机 与柴油机有什么不同？ 与柴油机有什么不同？
第二节 四冲程内燃机的充气效率
充气效率 是衡量发动机换气过程完善程度的指标。 是衡量发动机换气过程完善程度的指标。 充气效率可用于比较不同大小、不同类型 充气效率可用于比较不同大小、 发动机的充气品质和换气过程的完善程度， 发动机的充气品质和换气过程的完善程度， 的影响。 不受气缸工作容积 的影响。
转速一定时： 转速一定时：负荷 ↑ → 热负荷 ↑ →
3．残余废气系数： ．残余废气系数：
γ ↑→ηv ↓
减小排气阻力， 减小排气阻力，降低残余废气系数 排气迟闭角增大，可降低残余废气系数 排气迟闭角增大，
4．压缩比： ．压缩比：
ε ↑→γ ↓→ηv ↑
5．配气相位： ．配气相位：
P
'
z
Vc +V s ξ= Vc +Vs
进气状态： 进气状态：
实际测定： 实际测定： 流量计测出发动机每小时实际充气量 理论空气量由下式计算： 理论空气量由下式计算：
' （m3/h) V1
Vs[L] n Vs = ⋅ i ⋅ ⋅ 60 = 0.03 sin(m3 / h) V 1000 2
V ηv = 1 Vs
柴油机： 柴油机：0.75~0.9 汽油机： 汽油机：0.7~0.75
二、充气效率的表达式
P
充入气缸的新鲜充量 = 缸内气体 的总质量－ 的总质量－缸内残余废气质量
z
c
进气门关闭时缸内气体的总质量： 进气门关闭时缸内气体的总质量：
ma = (Vc +V s )ρa
'
b r a
Vr Vc V`s Vs
排气门关闭时缸内残余废气的质量： 排气门关闭时缸内残余废气的质量： p0
1 充气效率 2 充气效率的表达式 3 影响充Biblioteka Baidu效率的因素
一、 充气效率
ηv
定义： 定义： 实际进入气缸的新鲜充量与进气状态下 充满气缸工作容积的新鲜充量之比。 充满气缸工作容积的新鲜充量之比。 定义式： 定义式：
m V ηv = 1 = 1 ms Vs
非增压发动机指当地大气状态； 非增压发动机指当地大气状态； 增压发动机指压气机出口状态
三、影响充气效率的因素
ε Ts pa 1 ηv =ξ ε −1 ps Ta 1+γ
1．进气终了的压力Pa: ．进气终了的压力
pa = ps − ∆pa
1）进气阻力 ∆pa : 包括沿程流动阻力和局部流动阻力 ）
∆pa = λ
ρv
2
2
2）负荷 ） 汽油机: 汽油机 负荷的调节靠节气门开度的大小； 负荷的调节靠节气门开度的大小； 转速不变时，负荷越小，节气门开度越小， 转速不变时，负荷越小，节气门开度越小，流动阻 力大 ； 随着节气门开度的减小， 随着节气门开度的减小，进气终了压力随着转速的 增加而下降得越快。 增加而下降得越快。 柴油机： 柴油机： 负荷的调节靠供油量的多少，流动阻力基本不变。 负荷的调节靠供油量的多少，流动阻力基本不变。
2．进气终了的温度Ta： ．进气终了的温度 ：
Ta ↑→ ρa ↓→ηv ↓
引起进气温升的原因： 引起进气温升的原因： 高温零件的加热； 高温零件的加热； 残余废气与新鲜充量混合而引起的温升。 残余废气与新鲜充量混合而引起的温升。 负荷一定时： 负荷一定时：
n ↑→Ta ↓→ηv ↑
Ta ↑→ηv ↓
m = Vr ρr r
V
四冲程非增压发动机示功图
充入气缸的新鲜充量： 充入气缸的新鲜充量：
ηvVh ρ0 = (Vc +V s )ρa −Vr ρr
'
充气效率的表达式： 充气效率的表达式：
ε Ts pa 1 ηv =ξ ε −1 ps Ta 1+γ
'
Vc +V s ξ= Vc +Vs
mr γ= ηvVs ρs