第六章 内燃机的换气过程.ppt

第六章 内燃机的换气过程 §6－1 四冲程内燃机的换气过程 §6－2 提高充气效率的措施 §6－3 二冲程内燃机的换气过程及其品质评定 §6－1 四冲程内燃机的换气过程 一、换气过程分析 （一）自由排气阶段 （二）强制排气阶段 （三）进气阶段 （四）气门重叠和燃烧室扫气 二、换气过程的损失和泵气功 （一）换气损失 1、排气损失 2、进气损失 （二）泵气功 三、换气过程的评价参数 1、残余燃气系数γr 2、补充进气比ξ 3、充气效率ηv 4、扫气系数φs 5、平均进气马赫数Maim 1、残余燃气系数γr 2、补充进气比ξ 3、充气效率（或充气系数） ηv 4、扫气系数φs 5、平均进气马赫数Maim §6－2 提高充气效率的措施 一、降低进气系统流通阻力 （一）降低进气门处的流动损失 （二）减少进气管道和空气滤清器的阻力 二、降低排气系统流通阻力 三、减少对进气充量的加热 四、合理利用换气过程中的动态效应 （一）进排气管中的动态效应 （二）可变进、排气系统 （三）谐振充气系统 （四）可变配气定时控制机构 （一）进排气管中的动态效应 1、进气管中的动态效应 2、排气管动态效应 3、多缸内燃机中的动态效应 （二）可变进、排气系统 1、可变进气管长度进气系统 2、可变进气道截面进气系统 3、可变排气道截面排气系统 （三）谐振充气系统 （四）可变配气定时控制机构 §6－3  二冲程内燃机的换气过程及其品质评定 一、二冲程与四冲程内燃机换气过程的比较 二、换气系统的基本类型 三、换气过程 四、二冲程内燃机换气质量的评价指标 一、二冲程与四冲程内燃机换气过程的比较 二、换气系统的基本类型 （一）弯流扫气 1、横流扫气 2、回流扫气 3、半回流扫气 （二）直流扫气 1、气口气门直流扫气 2、气口气口直流扫气 三、换气过程 1、自由排气阶段 2、扫气与强制排气阶段 3、额外充气或额外排气阶段 四、二冲程内燃机换气质量的评价指标 1、扫气效率ηs 2、残余燃气系数γr 3、给气效率ηu 4、扫气过量空气系数φ0和φk 5、充气系数ηv 6、总过量空气系数αΣ 7、结论 1、扫气效率ηs 2、残余燃气系数γr 3、给气效率ηu 4、过量扫气系数φ0和φk 5、充气系数ηv 6、总过量空气系数αΣ 7、结论 横流扫气系统的主要缺点是： 1）容易产生额外排气损失，新鲜充量损失较多。 2）气缸和活塞受热不均，易变形。 3）活塞组产生单边磨损。 扫、排气口均布置在气缸同侧，排气口在扫气口上部，也存在额外排气损失。 说明： 1）也存在额外排气损失，但是扫气效果较横流扫气好； 2）适用于高速内燃机，在大功率内燃机上也有较多应用； 3）扫、排气口布置在气缸同侧，气道布置困难，且失效行程较大。 在气缸壁上，有两个扫气口、一个排气口，简称“三口回流扫气”，实质上是回流扫气和横流扫气的复合方式，扫气效果介于两者之间。 其主要特点是，扫气气流沿气缸轴线由下向上运动，并流过整个气缸断面，新鲜充量与废气的参混较少，换气质量较高。 在气缸盖上设置排气门以替代排气口；扫气口在气缸下部圆周均匀分布，并与气缸半径成一定角度，缩短了气口高度，减少了失效行程。 说明： 1）气缸内的充量形成旋转向上的“气垫”，避免与废气掺混； 2）可实现过后充气； 3）结构复杂，排气门的开闭频率高，惯性力较大，气门弹簧容易损坏。 一般在对置活塞式内燃机中采用气口气口直流扫气方式，扫气口与排气口分别布置在气缸的两端，并由相反运动的两个活塞分别控制启闭。 说明： 1）气口面积最大； 2）扫气空气与燃气掺混较少，缸内没有燃气死区，换气效果较好，排吸能力强，适合高速强载内燃机的需要； 3）活塞的不对称运动，可避免额外排气损失，也可实现过后充气； 4）上、下曲轴的传动机构复杂，整机高度尺寸增大，制造成本高，且缸套热负荷严重，制约了该机型的发展。 根据气流运动情况，通常把二冲程内燃机的换气过程分为三个阶段： 1、自由排气阶段 2、扫气与强制排气阶段 3、额外充气或额外排气阶段 自由排气阶段－从排气口开启到缸内压力等于扫气阶段气缸内的平均压力pmg点这一时期。 2）扫气口在点D打开，缸内压力大于扫气压力，但不会引起大量的燃气倒流入扫气室。 说明： 1）大部分燃气是依靠较大的压力差排出气缸，而不是被扫气空气扫出去的； RC段即为扫气与强制排气阶段。 说明： 1）主要依靠扫气压力将燃气强制排出缸外，活塞推挤燃气的排出作用较小； 2）曲轴箱中的新鲜充量充入气缸，完成向气缸的充气过程。 3）前一段RR′R ″中缸内压力变化较大，后一段R ″C缸内压力比较稳定； 4）在R ″C段，扫