发动机与汽车原理(3.1)

内容回顾1、工质不同最高爆发压力下降；2、压缩和膨胀非绝热换热损失；实际循环和理论循环的区别：3、燃料燃烧的持续性燃烧损失；4、工质更新燃烧损失；由于换气，理论循环与实际循环示功图有何主要区别？内容回顾p0Vpp0atbtrt0

实际循环示功图多了一块消耗在换气上的功。p0VrVcVsVs‘VpF1F2新课引入

增大循环膨胀功，减小换气损失功

从示功图上看，如何提高发动机有效功？p0VrVcVsVs‘VpF1F2新课主题

熟悉发动机换气过程的特点为改善换气过程、减小损失奠定基础。第三章发动机的换气§3.1换气过程第三章发动机的换气Pr排开进关排关进气冲程下止点上止点下止点排气冲程自由排气强制排气气门叠开P(MPa)0.10.20.30.4转角一、换气过程的划分p进开进气过程第三章发动机的换气§3.1换气过程第三章发动机的换气P(MPa)0.10.20.30.4一、换气过程的划分第三章发动机的换气§3.1换气过程第三章发动机的换气一、换气过程的划分换气过程自由排气阶段强制排气阶段气门叠开重进气过程第三章发动机的换气§3.1换气过程第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点1、自由排气阶段转角

从排气门打开到气缸压力接近排气管压力的阶段自由排气阶段。

排开下止点P(MPa)0.10.20.30.4自由排气第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点1、自由排气阶段转角（1）特点边排气，边做功；废气排量与发动机转速无关。气体有超临界流动；时间虽短，但排出的气量较大（60%以上）；排开下止点P(MPa)0.10.20.30.4自由排气超临界第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点1、自由排气阶段转角（2）排气提前角

从排气门开始打开到活塞运行到排气下止点时曲轴所转过的角度，称为排气提前角。

排气提前角的范围为30°CA～80°CA。排开下止点P(MPa)0.10.20.30.4自由排气排气提前角第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点1、自由排气阶段转角（2）排气提前角

排气提前的原因

随着发动机转速增加，排气提前角应相应增大。排开下止点P(MPa)0.10.20.30.4自由排气排气提前角

防止活塞回行排气时阻力过大。第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点2、强制排气阶段转角

从自由排气阶段结束到排气门关闭活塞上行，缸内平均压力比排气管压力略高，需要消耗发动机的有效功。（1）特点排气耗功与转速有关。转速愈高，压力差值愈大，气流速度愈高，耗功愈多。排开排关下止点上止点排气冲程自由排气强制排气第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点2、强制排气阶段转角（2）排气迟闭角

从上止点到排气门关闭终了时曲轴所转过的角度，称为排气迟闭角。

排气提前角的范围为10°CA～35°CA。排开排关下止点上止点排气冲程自由排气强制排气排气迟闭角第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点2、强制排气阶段转角（2）排气迟闭角

随着发动机转速升高，排气气流惯性增加，排气迟闭角应相应增大。

排气迟闭的原因：排开排关下止点上止点排气冲程自由排气强制排气排气迟闭角防止排气门产生较大节流作用；利用气流惯性继续排气。第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点3、进气过程转角

从进气门开始开启到关闭终了发动机吸入新鲜充量的过程称为进气过程。活塞下行，缸内平均压力比进气管压力略低，需要消耗发动机的有效功。（1）特点进气门开闭时刻对发动机工作影响较大。上止点下止点进关进开进气冲程进气过程第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点3、进气过程转角（2）进气提前角

从进气门开始打开到排气上止点这段曲轴转角称为进气提前角。

进气提前角的范围为10°CA～40°CA。上止点下止点进关进开进气冲程进气提前角第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点3、进气过程转角（2）进气提前角

随着发动机转速升高，进气门提前角要适当增大。

进气提前的原因：

上止点下止点进关进开进气冲程进气过程进气提前角

确保进气开始时进气门有足够的流通面积，以减少进气阻力。第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点3、进气过程转角（3）进气迟闭角

从下止点止点到进气门关闭终了时曲轴所转过的角度，称为进气迟闭角。

进气迟闭角的范围为20°CA～60°CA。上止点下止点进关进开进气冲程进气过程进气迟闭角第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点3、进气过程转角（3）进气迟闭角

防止进气门过早关闭而产生较大节流作用；

随着发动机转速升高，进气气流惯性增加，进气迟闭角应相应增大。但不得造成废气倒流。进气迟闭角上止点下止点进关进开进气冲程进气过程进气迟闭角进气迟闭的原因：

利用气流惯性继续进气。第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点4、气门叠开转角

由于排气门迟闭和进气门早开而存在的进、排气门同时开启的现象称为气门叠开。

气门叠开角等于排气迟闭角与进气提前角之和。（1）气门叠开角

气门叠开所对应的曲轴转角称为气门叠开角。第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点4、气门叠开转角（2）气门叠开的影响

自然吸气发动机若气门叠开角过大，会出现部分气体倒流的现象。点燃式内燃机，气门叠开角较大时，在小负荷易引起进气管回火。柴油机中，进气管内压力始终接近大气压力，因此可以采用较大的气门叠开角，以提高柴油机在常用转速范围内充量系数。转速高的发动机宜采用较大的气门叠开角和气门开启持续期，以提高发动机的充量系数。自然吸气式发动机气门叠开角一般在２0oCA～６０oCA之间。第三章发动机的换气二、换气过程个阶段特点4、气门叠开转角（2）气门叠开的影响

增压发动机增大气门叠开角，有利于扫除缸内的残余废气，增加进入气缸的新鲜充量；增大气门叠开角可以减小发动机及增压器关键零部件的热负荷；过大的叠开角易造成气门与活塞运动的干涉，需在活塞上加工避气门坑，从而影响到燃烧室内气体运动的组织以及发动机的压缩比；过多的扫气还会加重增压器的负担。

增压柴油机气门叠开角一般在80oCA～140oCA之间。1、四冲程发动机的换气过程的划分；

自由排气、强制排气、进气、气门叠开2、换气过程个阶段的特点；（重点：自由排气阶段废气排出量与转速无关）3、进排气门早开、晚关的主要原因。排气早开是为了减小活塞回行排气的功耗；排气晚关是利用气流惯性多排废气；进气