发动机原理课件4

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发动机工作原理ppt课件

发动机工作原理ppt课件

会引起发动机过热,功 率下降,燃油消耗量增 加等一系列不良后果。 严重爆燃时甚至造成气 门烧毁、轴瓦破裂,火 花塞绝缘体击穿等。
由于燃烧室内炽 热表面与炽热处( 如排气门头,火 花塞电极,积炭 处)点燃混合气产 生的另一种不正 常燃烧。
伴有强烈的较沉闷 敲击声。
产生的高压会使发动机 机件负荷增加,寿命降 低。
终了:温度 800~1000K压力
105~400 kPa
瞬时最高:温度1800~2200K压力5~10 MPa
排气行程
温度800~1000K 压力105~400 kPa
10
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 相同和不同之处呢?
11
每个工作循环曲轴转两周,每一行程曲轴转半周。只
有作功行程产生动力。
P点
下 止 点
c
大气压力 r
b
线
a
示功图
V
8
进气门关闭
残余
废气


排气门打开
P
上Z
止 点
下 止 点
c
大气压力线 r
b
温度900~1200 K 压力105~125 kPa
a V 示功图
9
进气门
纯空气
喷油泵
喷油器
排气门
吸气行程 压缩行程
作功行程
温度300~370K压 力800~900 kPa
温度800~1000K 压力3~5 MPa
一、单缸发动机结构示意图
1
上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 工作循环
Vh= πD2·S ×10-6/4 (L) D——气缸直径mm S——活塞行程mm

发动机的结构原理之4曲轴飞轮组结构与工作原理课件

发动机的结构原理之4曲轴飞轮组结构与工作原理课件

4.正时齿轮 5.甩油盘 6.油封
4
1
7.皮带轮
8.起动爪
曲轴向前移 动,后止推轴承 与曲轴臂端面摩 擦;轴向后移动, 前止推轴承与正 时齿轮端面摩擦。
2
8
53
6
曲轴的前端
两止推轴承白金合面相背
发动机的结构原理之4曲轴飞轮组 结构与工作原理课件
后端轴:安装飞轮 前后端轴都设有防漏装置: 挡油盘、回油螺纹、油封等。
小结
活塞制成上小下大的锥形
活塞 (铝合金)
防冷敲热拉措施
活塞裙部呈椭圆形 活塞裙部开槽
销座孔处铸入防胀钢片



油环
杆 组
活塞环 气环
活塞销
连杆: 作用及组成
发动机的结构原理之4曲轴飞轮组 结构与工作原理课件
主轴颈
连杆轴颈 曲拐(理解记忆) 曲轴 曲柄
平衡块
曲 轴
前端和后端 带轮
飞 轮
正时齿轮
橡胶式 硅
飞轮边缘部分做 的厚些,可以增 大转动惯量。
发动机的结构原理之4曲轴飞轮组 结构与工作原理课件
3、飞轮上的标记符号: 在飞轮轮缘上作有记号(刻线或销孔)和供油提前角刻
度线供找压缩上止点用(四缸发动机为1缸或4缸压缩上 止点;六缸发动机为1缸或6缸压缩上止点)。当飞轮上 的记号与外壳上的记号对正时,正好是压缩上止点。 作用就是以便调整和检验供油提前角和气门间隙。 例如:解放CA6102型发动机的记号是 :上止点
180 240 ~ 300
360 360
360 420 ~ 480
540 540
540 600 ~ 660
720 720
一缸 二缸 三缸 四缸 五缸 六缸

汽车发动机原理第4章 换气过程与循环充量

汽车发动机原理第4章 换气过程与循环充量

VK2
E5757
4.3.2
进气温升对Φc的影响
进气温升△Ta′↑,工质密度↓, Φc ↓。
进气温升△Ta′由下列四项组成,
△Ta′=△Tw+△TL+△Tr+△Tg 式中, △Tw—高温壁面传热所引起的温升;合理冷却,降低热负荷; △TL —压力损失变为摩擦热引起的温升;减小Δpa; △Tr—残余废气与新气混合引起的温升;减小残余废气系数 △Tg——进气过程中,燃料汽化、吸热所引起的温度变化 (注意,柴油机为0、汽油机为负值)。 ——(4-17)
4)进气晚关角 ◎排气早开角的必要性——利用气流惯性; ◎主要影响充量系数; ◎存在最佳进气晚关角, 过小,惯性利用不足,过小,回流。 5)共性问题 ◎随转速升高,最佳相位角应增大; ◎四个相位角中,进气晚关角对充量系数影响最大,排气 早开角对换气损失影响最大; ◎最佳相位角,增压机与非增压机不同(图4-5); ◎气门重叠角,汽油机<柴油机<增压机。
提高进气门流通截面积提高进气门流通截面积多气门国内与国外主要差距2气门dsd220254气门则30以上见表42气门数转矩允许最高转速则最大功率提高气门处流量系数提高气门处流量系数ss也可减小冲程也可减小冲程sse5844ewmvk1vk2passengercargasolineenginembv63vwithdualsparkignitionfordzetecseenginee5821ewmvw4valvecylinderheade5143vk2fzr750enginewith5valvese5757vk24
4.1.3 进排气相位角及其对性能的影响
2)排气晚关角 ◎排气晚关角的必要性——利用气流惯性; ◎主要影响充量系数和换气质量; ◎存在最佳排气晚关角, 过小,惯性利用不足,过大,废气倒流 3)进气早开角 ◎排气早开角的必要性——减小进气节流; ◎对泵气损失和充量系数均有影响; ◎存在一个使换气损失为最小的最佳进气早开角, 过小,进气节流大,过大,易回火。

教学课件 《汽车发动机原理(第4版)》颜伏伍

教学课件 《汽车发动机原理(第4版)》颜伏伍
15
压缩比相同 最高燃烧压力相同
理论循环分析的意义:
(1)指出了改善发动机动力性、经济性的基 本原则和方向
– 在允许的条件下,尽可能提高压缩比ε; – 合理组织燃烧,提高循环加热等容度(减少初
始膨胀比ρ和合理选择燃烧始点); – 保证工质具有较高的绝热指数k;
(2)提供了发动机之间进行动力性、经济性
aczb—定容加热循环 acˊzˊbˊ—定压加热循环 ac〞z〞b〞—混合加热循环
a)压缩比相同 由图a可知:Q2p>Q2m>Q2v → ηtv >ηtm>ηtp 因此,要提高混合加热循环热效率,应增加 定容部分的加热量(即增大λp)
b)最高燃烧压力相同 由图b可知:Q2v>Q2m>Q2p → ηtp >ηtm>ηtv 因此,对于高增压这类受机件强度限制,其 循环最高压力不得过大的情况下,宜按定压 加热循环工作。
汽车发动机原理
2021/3/3
课程简介
《汽车发动机原理》---本课程讲述的内容 主要包括:汽车发动机性能评定的指标, 发动机的工作过程,发动机的特性、增压、 排放与噪声控制,并对未来汽车新型动力 装置的原理进行了介绍。
专业核心课程 动力机械及工程专业考研课程
2
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章
• 发动机的主要性能指标有:动力性能指标 (功率、转矩、转速)、经济性能指标(燃料 与润滑油消耗率)、运转性能指标(冷起动 性能、噪声和排气品质)和耐久可靠性指标 (大修或更换零件之间的最长运行时间与无 故障长期工作能力)等。
4
主要内容
第一节 发动机理论循环 第二节 四冲程发动机的实际循环 第三节 实际循环的评定——指示指标 第四节 发动机动力性和经济性评定——有

发动机原理第四章涡轮风扇发动机

发动机原理第四章涡轮风扇发动机
– 冷却技术(冷却气、高温涂层); – 为提高效率,采用主动径向间隙控
制技术,可使巡航耗油率降低1%。
整理课件
28
部件特点
五、混合器
– 掺混目的
• 可获得1-3%的推力增 益;
• 降低排气速度,降低 噪音;
• 降低排气温度,降低 红外辐射(隐身)
• 便于加力。
– 提高掺混效果,掺混 斗设计
整理课件
F q (1 Y )( V V ) A ( p p )
尾喷管
maI
9
0
99
0
完全膨胀
p 9
p 0
F q (1 Y )( V V )
maI
9
0
3600 q
sfc
mf
3600 f
F
(1 Y )( V V )
整理课件
9
0
16
二、主要的过程参数
涡轮前温度T3*和增压比
– 重要的内涵循环参数
[(
* KII
k 1
k
1)
/
* kII
1]
外外涵涵增排压气比速越度高越,V 9 II
CpT
* 9 II
[1
1 k 1 ]
大;
(
P
* 9 II
/ P0 )
k
➢ 需要的涡轮功愈
多,内涵涡轮出 V 9 I
口排气温度和压
力越低,排气速 度越小。
CpT
* 4I
[1
1 k 1 ]
(
P
* 4I
/ P0 )
k
高推进效率,改善低
速飞行条件下的总效 率?
p
2 1 V9
V0
整理课件

发动机原理完整版:第一章2、3、4、5节

发动机原理完整版:第一章2、3、4、5节

发动机推力大小仅仅反映飞机的推力需求, 不能反映不同推力级发动机之间的性能优 劣
例如:
GE90(BY777) F=392000N, qma=1420kg/s
D=3.524m
wp-11(无人机) F=8500N, qma=13kg/s
2021/7/13
整理课件
D=0.3m
21
一、性能指标
2、单位推力 单位:N ·s/kg
• V9 V0 0 p 1 (0.5~0.75)
• 有效功 推进功的转换必有“损失”
2021/7/13
整理课件
38
三、推进效率
• 损失 = 有效功推进功 = 1 (V V )2
29 0
• 绝对坐标系中气流以绝对速度(V9 V0)排出 发动机所带走的能量,称为“余速损失”

若V0 =0,则全部可用能以动能 损失在空间,不产生推进功。
飞行速度变化时,只能用总效率表示经济性
飞行速度为零时,只能用耗油率表示经济性
2021/7/13
整理课件
42
四、总效率
• 对于涡喷发动机存在矛盾 0 t h p
– 涡喷发动机将热力循环获得的 机械能全部转换为气体的动能 增量,进、排气速度差大,可 提高热效率和增加推力
– 但排气速度差大,推进效率低 ,总效率低经济性差,耗油率
整理课件
23
一、性能指标
3、推重比 FW = F / W
• 无量纲量 • 综合性指标: 反映气动热力循环的设计水平(如高单位推
力),反映结构设计水平。 • 统计:W增加1kg导致飞机重量增加2.5kg。
2021/7/13
整理课件
24
一、性能指标
3、推重比

发动机原理课件完整版:总结.ppt

发动机原理课件完整版:总结.ppt
– 是否全部气体都参与燃烧? – 温度最高的区域?
• 主要零组件在燃烧中的作用
– 扩压器 – 喷油嘴 – 火焰筒
2020年10月11日
12
各部件的共同工作
• 共同工作条件
– 流量连续
• 涡轮导向器流通能力正比于增压比,反比于加热比; • T3*/T1*等值线物理意义,应用条件 • 膨胀比与A8的关系
课程总结
绪论
主要发动机类型 • 涡喷发动机(早期飞机)
– 单轴 – 双轴
• 涡扇发动机
– 混合排气(以格斗为主的歼击机) – 分别排气(大中型民航飞机或军用运输机)
• 涡轴发动机
– 用于直升机
• 涡桨发动机
– 低空、低速军用运输机或民航机
2020年10月11日
2
基础知识
• 马赫数、速度系数、密流函数的物理意义 • 流量公式
– 涡轮效率的定义
• 总温、静温、总压、静压、速度的变化;
2020年10月11日
10
涡轮
部件工作原理
h
3
P3*
实际膨胀功
t 等熵膨胀功
理想膨胀功Ltad
2020年10月11日
4 4i
实际膨胀功Lt P4*
S
11
部件工作原理
燃烧室
• 基本要求
– 油气比、余气系数的概念 – 对出口温度场的要求
• 工作过程
• 例如:n=const时,环境温度、环境压力、 A8对工作点的影响
2020年10月11日
14
调节规律
• 什么是调节规律? 为什么要对发动机进行调 节?
• 常用调节规律
– n=const, A8=const – T3*=const, A8=const – n=const, T3*=const

发动机原理第四章 发动机工况及特性

发动机原理第四章    发动机工况及特性

发动机低温起动之后,因为可燃混合气在温度较 低的情况下雾化的程度差,燃料附着在进气管上从而 使燃料混合气浓度降低,致使发动机运行不良或者发 动机灭火,因此起动之后一小段间隔里,要加大燃料
供给量,从而提高实际参与燃烧的燃料混合气浓度升
高,使发动机运行稳定不会因此而灭火。
起动时发动机的温度决定 了增加燃油量比例的高低,而 且起动后随着时间的推移,增
因此,为了能让发动机起动顺利,传统化油器式的 燃料供给系统要求供给特浓的混合气,其φa值为0.3 ~0.
6,实际以气态参与反应的混合气浓度φa值在0.8~1.2,
其他燃料来不及参与燃烧,直接随同废气排入大气,这是 汽油机起动碳氢排放高的主要原因。 电控喷射汽油机虽然由于喷射,雾化好于化油器发动 机,但仍然不能完全蒸发。因此,起动过程仍然需要加浓 喷射,过量空气系数 φa值一般在0.5~0.8。
汽油机起动时,由于转速非常低,空气流动速度慢, 从而导致燃料的雾化程度差,使得进入汽缸的混合气中的 大部分燃料以液态形式存在, 以气态形式存在的燃料少,
实际参与燃烧的混合气变稀, 特别在低温起动时。汽油
蒸发速度下降,在混合气形成的时间内,实际蒸发量减少, 当蒸发形成的实际混合气的浓度降至着火下极限φa>1.44 时,汽油机将因为混合气太稀不能着火做功。
第一类工况:转速不变,而功率改变。例如, 发电用发动机正常起动后,为使其工作稳定,要 求发动机转速基本恒定, 功率随电机负荷大小, 从零直接变到最大,没有固定的规律性,但要使
发动机转速不变,才能确保输送的频率稳定,那
么在工况图上会出现一条垂直线(图4-1 中的 曲线1),称为线工况。
第二类工况:功率与转速的关系类似于三次幂函数, Pe=Kn3,K为比例常数,船用机就是这类发动机, 因为它是带动螺旋桨工作,故称螺旋桨工况或推进工况,

发动机基本知识培训入门PPT课件

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ⅰ——气门摇臂ⅱ——气门弹簧ⅲ——挺杆ⅳ——挺柱ⅴ——凸轮轴(带正时齿轮)ⅵ——气门






两大机构:
配气机构
市场部服务部培训中心
第页
发动机基础知识
两大机构:
配气机构
按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭各气缸的进、排气门,使新鲜可燃混合气体(汽油机)或空气(柴油机)得以及时地、充分地进入气缸,废气得以及时地、充分地从气缸排出。
第页
发动机基础知识
冷却系统
节温器
气缸盖
气缸垫
气缸体
机油散热器
水 泵
散热器
五大系统:
冷却系统流向示意图
市场部服务部培训中心
第页
发动机基础知识
01
02
03
04
05
发动机基础知识
2
1
5
4
3
6
发动机基础知识
① EQ 6 100﹣1
⑹ 发动机的术语
产品序号
指气缸数
气缸直径为100mm
企业名称
② EQ 6 B T A 5.9
市场部服务部培训中心
第页
发动机基础知识
活塞连杆组
市场部服务部培训中心
第页
发动机基础知识
活塞连杆组
承受气缸中气体压力,并将此力通过活塞销传递给连杆,以推动曲轴旋转,活塞顶部还与气缸盖气、缸壁共同组成燃烧室。活塞顶部与高温燃气直接接触,工作环境恶劣,且承受周期性变化的气压力和惯性力,因此要求活塞质量小、热膨胀系数小、导热性好以及耐磨。目前活塞材料一般采用铝合金。
⑦ 压缩比
⑹ 发动机的术语
市场部服务部培训中心

发动机原理课件-第四章 燃料与燃烧

发动机原理课件-第四章 燃料与燃烧

2.着火性能 指标:十六烷值(CN) 十六烷C16H34—十六烷值定为100,易自燃
-甲基萘—十六烷值定为0,不易自燃
二者混合液与柴油的自燃性比较,混合液中十六 烷的体积百分数为柴油的十六烷值。 车用柴油的CN:40~50 3.馏程—评价柴油蒸发性的指标 50% 馏出温度:低,柴油蒸发性好,轻馏分多,有利于 混合气形成和着火,冷起动性能好。 90% 和 95% 馏出温度:高,柴油中重馏分多,燃烧容易 不完全易形成积炭,排气容易冒烟。
着火方式—进入燃烧有两种方法: 点燃—利用点火系向可燃混合气增加能量 自燃—利用自身积累的热量或活化中心着火 ※ 点燃是在局部混合气内进行的,自燃是在全部混合气
内同时发生的。
发动机内的燃烧过程经历三个基本步骤: 1)燃油与空气形成可燃混合气 2)点燃可燃混合气,或可燃混合气发生自燃。 3)火源扩大到整个可燃混合气,形成全面燃烧
增大,这种相互促进,最终导致极快的反应速率而着火。
着火临界温度和着火临界压力:
能保证着火的缸内最 低温度和压力称为着 火临界温度和着火临 界压力。 —着火的必要条件 该曲线称着火临界线 热着火机理着火条件
着火临界线
(二)链式反应着火机理(也称链锁反应或链爆炸 ) 反应自动加速不一定要依靠热量的积累使大量分 子活化,以某种方式(辐射、电离)激发出活化 中 心,通过链锁反应逐渐积累活化中心的方法也能 使 反应自动加速,直至着火。 链锁反应:其中一个活化作用能引起很多基本反 应,即反应链。
Фa =1时为理论混合气; Фa <1时为浓混合气
Фa >1时为稀混合气
空燃比:=空气量/燃料量= ФaL0
**汽油机:Фa=0.8~1.2;柴油机: Фa=1.2~1.6; 增压柴油机: Фa=1.8~2.2
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排气开启提前角
• 在排气过程中,由于排气门在开启初期气 流通过截面太小,废气无法畅通排出。如 果排气门在下止点开启,势必造成气缸内 压力太高,活塞上行阻力很大,排气行程 消耗的功率较多。 • 因此,排气门在活塞运行到下止点前就提 前打开,到达下止点时,排气门已具备了 必要的开度。从排气门开启b′点到下止点 的曲轴转角被称为排气开启提前角,一般 在20°~80°之间。
m0
• 所谓进气状态,对非增压发动机而言,p0是 当地大气压力,T0 是当时环境温度;对增压 发动机来说,p0是压气机出口压力,T0是压 气机出口温度。
• 根据理想气体状态方程可得:
p V' m a a RTa
m0

p0Va RT0
• 式中:pa、V'a、Ta——分别为进气终了的压力、体 积、温度; R——气态常数; Va——气缸总容积。 进进气终了压力pa低于p0;进气终了温度Ta远高于 T0;V'a比Va要小。
2.进气损失
• 在进气过程中,由于负压作用活塞运动受阻 所消耗的功称为进气损失(图中x部分)。相 对于排气损失,进气损失较小。 • 排气损失与进气损失之和(w+x+y)被称为换 气损失。
4.2
四行程发动机的充气效率
• 充气效率ηv:是实际进入气缸的新鲜工质质 量m与进气状态下整个气缸容积充满了新鲜 工质的质量m0之比值。 m v
• 进气终了的压力等于p0减去进气系统的压降 ,排气终了的压力等于p0加上排气系统的压 降,而进排气系统的压降与该系统的流动阻 力成正比。 • 流体力学研究结果表明:进排气系统截面变 化越急剧、管道越细长、管壁越粗糙、气体 流速越高、初始压力越低、则压降(率)越 大。充气效率也就越低。
4.3.2
残余废气量
4.3.4
配气相位
• 合理地选择配气相位能有效地提高充气效率 。 • 理论上,增加排气门开启持续角能降低排气 终了压力,增加进气门开启持续角能提高进 气终了压力,均能提高充气效率。 • 但是,在发动机实际工作中,它们是相互制 约的。
1.排气开启提前角
• 排气开启提前角越大,则自由排气时间越长 ,排气越充分,排气终了压力越低,充气效 率则越高。但排气门的提前开启将损失膨胀 功,如果排气损失过大,充气效率提高获得 的利益是不可能弥补的。 • 因此,在选择排气开启提前角时,既要考虑 充气效率,同时也应注重功率损失。
2.排气关闭延迟角
• 适度的排气关闭延迟角可利用排气的惯性作 用降低排气终了压力,从而提高充气效率。 • 但是该角过大,则会导致部分新鲜工质排出 ,造成燃料的浪费,得不偿失。
3.进气开启提前角
• 增加进气开启提前角使进气畅通,将使新鲜 工质吸入量增加,提高充气效率。 • 但是,如果该角太大,废气就会从进气门排 入进气管道,在进气过程中,吸入的不仅是 新鲜工质,废气也被吸入,反而会降低充气 效率。
观看动画演示
4.1.2
换气损失
• 换气损失由排气损失和进气损失两部分组成。 • 如图所示。
配气定时与换气损失
1.排气损失
• 从排气门开启到气缸内压力降到大气压力前,发动机循 环功的损失称为排气损失。它可分为: 自由排气损失(图中w部分),该损失是由于排气门提 前开启造成膨胀功的减少部分。 强制排气损失(图中y部分),该损失是废气被推出时 活塞运动受阻所消耗的功。 • 显然,如果加大排气开启提前角,自由排气损失就会增 加,但强制排气损失将会减少;如果减小排气开启提前 角,自由排气损失虽然减少,但强制排气损失却会增加 。因此,最佳排气开启提前角的选取原则是:两项排气 损失之和(w+y)应取最小值。
2.强制排气阶段
• 图中b-2段表示。 • 从自由排气结束到进气门开启这一阶段是强 制排气阶段。活塞从下止点向上止点运动, 将废气推出气缸。 • 此时气缸内压力略高于排气管内压力,气流 平缓,排气量取决于活塞运动速度及气门开 启程度。
3.扫气阶段
• 图中2-1段表示。 • 从进气门开启到排气门关闭的这一阶段是扫 气阶段。此时进排气门同时打开,废气在惯 性作用下继续排出,新鲜工质开始进入气缸 。 • 有些发动机进气在螺旋管道作用下产生旋流 ,还能形成挤出废气的作用。
• 气缸内残余的废气量越多,充气效率就越低 。因为: (1)残余废气要占用部分容积,自然会减少 新鲜工质的空间,吸入新鲜工质的量也同样 会减少。 (2)残余废气多,则排气终了压力相对就高 ,气缸内负压小,吸入新鲜工质的量也会减 少。
4.3.3
进气温度
• 新鲜工质经过进气系统时,对于节气门体有 预热装置的发动机,进气将被加热。 • 新鲜工质进入气缸后,缸壁、活塞、缸盖等 高温机件也会使工质升温(部分增压发动机 除外)。 • 工质被加温后密度将降低,充气效率也会降 低。
• 图中b'-b段表示。 • 从排气门开启至气缸内压力接近于排气管内 压力的这一阶段是自由排气阶段。其气体流 动特点是废气在压差作用下自由排出气缸。 • 尽管自由排气阶段在整个排气过程中所占时 间比例不大,但由于废气流速很高,排出废 气量仍可高达60%~70%。
自由排气的阶段划分
• 自由排气阶段初期,压差很大,气流呈超临界状 态(气缸内压力p高于排气管内压力pp的2倍) ,气体流速最大值等于该处气体状态下的音速( 可能达到500~600m/s),并伴有刺耳的噪音, 此时排气量与排气门前后压力差无关,只取决于 气门开启面积和气体的状态。 • 自由排气阶段后期,气流呈亚临界状态(气缸内 压力低于排气管内压力2倍),此时气流平稳无 噪音,排气量取决于排气门前后的压力差。
排气关闭延迟角
• 活塞运行到上止点时,由于废气有一定的流 速,可以利用气流的惯性进一步排除废气, 从而降低排气终了气缸内的压力,为充入更 多的新鲜工质打好基础。 • 因此,排气门在上止点后才关闭,从上止点 到排气门关闭1点的曲轴转角被称为排气关闭 延迟角,一般在0°~30°之间(多气门发 动机可能出现负值)。
研究换气过程的目的
• 发动机动力源自燃料在气缸内燃烧所产生的热能 。1L汽油完全燃烧约需10000L空气,1L柴油完 全燃烧所需的空气则更多。由此可见燃料在混合 气中所占容积很小,而且通过喷油器对燃料量进 行精确控制已无困难。 • 因此,要想提高发动机的功率和转矩,关键在于 充入气缸空气量的多少。 • 我们研究换气过程,目的在于了解换气过程的工 作状态,分析影响充气量的各种因素,从中寻求 减少换气损失和提高充气量的措施。
4.充气阶段
• 图中1-a段表示。 • 从排气门关闭到进气行程结束(活塞运动到 下止点)的这一阶段是充气阶段。活塞从上 止点运动到下止点的过程中,气缸内压力低 于进气管内压力,新鲜工质在负压作用下被 吸入气缸内。
5.后充气阶段
• 图中a-a′段表示。 • 从下止点到进气门关闭的这一阶段是后充气 阶段。此时是利用气流惯性和波动效应,使 新鲜工质继续流入气缸,从而提高充气效率 。
进气开启提前角
• 在进气过程中,为保证新鲜工质能顺利地进 入气缸,进气门也要提前打开。 • 从进气门开启2点到上止点的曲轴转角被称为 进气开启提前角,一般在0°~30°之间( 多气门发动机可能出现负值)。
进气关闭延迟角
• 进气行程终了时,因为进气流速较高,可以 利用惯性更多地充入新鲜工质,从而提高进 气终了压力。 • 因此进气门也需滞后关闭。从下止点到进气 门关闭a′点的曲轴转角被称为进气关闭延迟 角,一般在20°~80°之间。
4.3
影响充气效率的因素
• 要提高发动机的动力性,必须改善换气过程 的工作质量,提高充气效率。影响充气效率 的因素很多,主要因素有: (1)进排气系统的流动阻力 (2)气缸内的残余废气量 (3)进气系统和机件对新鲜工质的加热状况 (4)配气相位 (5)进排气系统的动态效应
4.3.1
进排气系统的流动阻力
第4章 发动机的换气过程
学习目标
• • • • 重点掌握影响充气效率的各种因素; 熟悉发动机的换气过程和换气损失; 熟悉充气效率对发动机性能的影响; 了解提高充气效率的有效措施。
发动机的换气过程概念和任务
• 发动机的换气过程包含排气过程和进气过程 。 • 换气过程的任务是:将气缸内上一循环的废 气排除干净,为下一循环充入尽可能多的新 鲜工质,保证发动机动力周而复始地输出。
惯性效应示意
a) 进气管道 b) 气门开启时压力分布 c) 气门关闭时压力分布 d) 进气门处压力变化
a) 300mm进气管压力波 b) 1140mm进气管压力波
4.4
提高充气效率的措施
4.4. 1 减小进气系统的阻力 进气系统的阻力直接影响充气效率。减少空气 滤清器、节气门体、进气管道、进气门等部位 的气流阻力是提高充气效率的主要措施。 1.进气门部分 • 在整个进气系统中,进气门处的气体通过面积 最小,而且截面变化急剧,因此,此处流动阻 力最大,是重点研究对象,提高充气效率的有 效措施也比较多。
流通能力比较
结构型式 气门轴线夹角 进气门直径 (mm) 排气门直径 (mm)
进气门总面积 100% 气缸面积
排气门总面积 100% 气缸面积
二气门 二气门 二气门 四气门 四气门 五气门 五气门 五气门 平行 倾斜 倾斜 平行 倾斜 平行 倾斜 倾斜* 0º 28/1** 26/1 12.2 10.56 100 40º 32/1 28/1 16 12.2 131.25 70º 36/1 32/1 20.1 16 166.1 0º 24/2 20/2 18 12.5 148 40º 28/2 26/2 24.4 21.13 200 0º 20/3 22/2 18.8 15.13 153.8 40º 24/3 26/2 27 21.13 221.5 40º 27/3 20/2 33.34 27.43 280
气门重叠角
• 由于排气门的延迟关闭和进气门的提前开启 ,换气过程中存在着进、排气门同时打开的 现象,称为气门重叠。 • 气门重叠(2-1点)的曲轴转角被称为气门重叠 角,一般在0°~50°之间。增压发动机的 气门重叠角较小。 • 适当的气门重叠角可以利用新鲜工质挤出部 分残余废气,但气门重叠角太大,就可能发 生废气倒流进入进气管道的现象。
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