内容发布更新时间 : 2024/11/15 12:37:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

3、涉及一些基本概念：

1) 残余废气系数：发动机每一循环缸内气体总量为m0，包括本循环吸入的新鲜充量m1

和上一循环残余在缸内的废气mr。

m残余废气系数定义为 ?r?rm0 2) 排气再循环：发动机每一循环吸入的新鲜充量m1，其中一部分来自发动机的排气，用

来稀释可燃混合气和降低发动机最高燃烧速度，减少NOx的生成与排放，称为排气再循环(EGR)

3) 充量系数：过量空气系数：

4、循环热效率的计算影响参数：压缩比、压力升高比、预胀比、工质的等熵指数；

1）提高?c ，可以提高Tz，扩大循环的温度阶梯，增加内燃机的膨胀比，从而提高了?t，但提高率随着压缩比?c 的不断增大而逐渐降低。

2）增大?p，可以增加混合加热循环中等容部分的加热量，提高了热量利用率，因而可使?t提高。

3）?c以及?p的增加，将导致最高循环压力Pz和dPz/d?的急剧上升。

4）增大初始膨胀比?0，可以提高循环平均压力，但由于等压部分加热量的增加，导致?t随之降低，由于这部分热量是在活塞下行的膨胀行程中加入的，作功能力较低。 5）等熵指数k增大，循环热效率?t提高。 5、燃料的理化性质： 汽油 1 挥发性

馏程和蒸气压是评价汽油挥发性能的指标。 汽油馏出温度的范围称为馏程。

评价燃料挥发性，以10％、50％、90％的馏出温度作为几个有意义的点。 （1）馏出10％的温度——标志着它的启动性

如果10％馏出的温度较低，发动机使用这种燃料容易冷车启动。 （2）馏出50％的温度——标志着汽油的平均蒸发性 影响发动机的暖车时间、加速性能以及工作稳定性。

（3）馏出90％的温度——燃料中含难挥发重质成分的数量 饱和蒸汽压——与燃料的馏分组成、表面张力以及汽化热有关。 标准仪器在38℃测定； 挥发性↑→汽油机易于起动

蒸汽压↑→ 气阻倾向和蒸发损失↑ 2 抗爆性

辛烷值表示汽油的抗爆性 测定方法：

（1）研究法辛烷值[RON] （2）马达法辛烷值[MON] 汽油灵敏度：RON–MON 柴油

1 浊点和凝点

浊点：低温时，燃料中所含石蜡（还有水分）开始结晶，燃油 变得浑浊的温度。 凝点：燃料失去流动性的温度。 2 自燃性

十六烷值是评定柴油自燃性好坏的指标。十六烷值高的柴油的自然温度低，滞燃期短。它与发动机的粗暴性及启动性密切相关。

对于自燃性好的燃料，着火延迟时期短，在着火落后期内，气缸中形成的混合气少，着火后压力升高速度低，工作柔和，这是柴油机所希望的。而且，对于自燃性好的燃料，冷启动性能亦随之改善。

十六烷值过高，柴油燃烧易裂解，有可能增加碳烟颗粒排放。 3 粘度

一般柴油的运动粘度在20℃时为（2.5～8）×10-6m2/s 4 轻柴油标准

轻柴油性能的各个项目中，可以分为：

（1）评价柴油自燃性的指标——十六烷值。

（2）与燃烧完善程度及启动性能有密切关系的性质——馏程。 （3）与燃料喷射有密切关系的性质——粘度。

（4）与柴油储存、运送、使用有关的性质——闪点、凝点。 （5）与柴油磨损腐蚀有关的性质——机械杂质、水分、灰分、 含硫量、酸度、水溶性酸和碱、残炭等等。 四、发动机的换气过程

重点：配气定时和提高充气系数的措施； 难点：提高充气系数的措施。

四冲程：凸轮轴与曲轴速比关系n=6000r/min，每转时间=0.01s每转＝360度，包括进排气在内的整个换气过程持续400～550度曲轴转角，换气时间：0.015s 气体流动的基本条件―压力差 换气过程：“时间紧、任务重”

1、 换气过程：排气过程从膨胀冲程末期排气门开启时算起，直到进气门关闭时为止，大约

为：410oCA--480oCA

换气过程包含了排气门开启到进气门关闭的整个阶段，分：排气阶段、气门叠开、进气阶段。

进气行程：进气行程时曲轴转动使活塞从上止点运动到下止点。 排气行程：排气行程时曲轴带动活塞从下止点运动到上止点。 气门重叠和扫气：进、排气门同时开启。

气门叠开现象：上止点附近进、排气门同时开启，这一现象称为气门叠开。

相应的角度是气门叠开角，它是排气迟闭角与进气提前角之和。

气门叠开的作用：扫气：利用新鲜充量扫除废气，代价是有部分新鲜充量直接排出，降低排气温度(涡轮前)。冷却：冷却活塞、缸盖、气门、缸套。 气门叠开角的确定

（1）点燃式内燃机：靠节气门来调节功率，叠开角过大时高温废气有可能倒流进入进气管，引起进气管回火，故采用比较小的气门叠开角10～50°CA 。

（2）非增压柴油机： P进≈P排允许采用较大的气门叠开角，增强扫气效果，提高充量质量，提高性能。气门叠开角 20～50°CA。

（3） 增压柴油机：p进>p排，新鲜充量进气管通过燃烧室后流入排气管中，扫除残余气体，降低受热零件表面的温度，提高其可靠性，降低增压器涡轮的进口温度。可采用较大的叠开角，一般为80～140°CA。 叠开角过大的问题：

a.会使气门与活塞发生干涉，活塞上的气门避让坑（避门坑）相应地要加深，直接影响燃烧室气体运动的合理组织以及压缩比的大小。 b.过多的扫气空气也会加重涡轮增压器的负担。

c. 增压汽油机，新鲜充量中含有燃料，利用新鲜充量进行扫气将导致燃料的损失以及未燃碳氢排放物的增加，故叠开角仍较小。

排气过程

– a.自由排气

– 是指废气主要依靠自身所具有的压力高于排气门出口处压

力而自然向缸外流动。

– b.强制排气

– 是指废气向缸外流动主要依靠活塞的推挤作用，迫使缸内气

体外排。

– c.超临界排气

– 以当地音速流动，流量取决于缸内气体状态和流通面积，与

压差无关。

– d.亚临界排气

流量取决于压差和流通面积。

排气提前角（30-80°CA），原因：

气门开启流通截面积是逐渐增大的，开启的速度有限，不能瞬间达到最大。 为了减小活塞回程时有效功的消耗。 排气迟闭角（10～70 °CA），原因：

为减少排气所消耗的功与缸内的残余废气量，充分利用气流的惯性效应，实现后排气，排气门需要推迟关闭。 ? 进气扫气。

? 但过大的排气迟闭会导致废气倒流或新鲜空气的流失。

? 当废气从气缸流出的流动过程刚刚停止时，就是理想的排气门关闭时刻。 进气过程

1、进气提前（10-40°CA）

? ? ? ? ?

进气门在上止点前开启，称进气提前，提前的角度称进气提前角。

? 为活塞下行吸气作好流通面积的准备 ? 减少活塞负功

2、进气过程的气体状态变化

? 活塞下行，首先残余废气膨胀，直至缸内压力低于进气管压力，才开始进气。 ? 新鲜充量被残余废气和缸壁加热，温度升高，体积膨胀，与残余废气混合 ? 充量的动能转变为压力能和热能

3、进气迟闭（20-60°CA）

? 进气门在活塞下止点后关闭，称为进气迟闭。 ? 利用气流惯性实现过后充气。

? 试分析：转速高时，进气迟闭角应该增大还是减小？ ? 迟闭角过大会引起倒流。

2、换气损失：与理论循环相比，实际循环的在换气过程中所产生的功的损失。 排气损失：

膨胀损失：从排气门提前开启到下止点这一时期，由于提前排气造成了缸内压力下降，使膨胀功减少.

推出损失：活塞由下止点向上止点的强制排气行程所消耗的功 降低排气损失的主要方法是合理确定排气提前角，采用每气缸两个排气门，有效地减少排气过程中的损失。 进气损失：

吸气损失：由于进气道、进气门等处存在流动阻力损失，在大部分曲轴转角内发动机的缸内压力低于大气压力线（图b）或增压压力线（图d），从而造成循环有用功的减少。 1.进气损失明显小于排气损失。

2.进气损失影响充量系数，因而对发动机的性能影响更大。 3、泵气功、泵气损失含义（自然吸气发动机和增压发动机） 自然吸气内燃机 ：

增压内燃机 ：

4、充量系数以及提高发动机充量系数的措施：

充量系数概念：内燃机每循环实际吸入气缸的新鲜充量m1与以进气管内状态充满气缸工作容积的理论充量msh之比。

设：残余废气系数为?r，则残余废气质量为?r ma ， 进气后缸内质量：

PVm??V? ma= m1+mr ?r = mr /ma m1=ma(1-?r )

RT

?c?充量系数的综合表达式：

m1(1??r)ma(1??r)?aVa??mshmsh?sVs

提高冲量系数的措施（结构参数确定时），主要方法有：

1）降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力Pa。

2）降低排气系统的阻力损失，以减小缸内的残余废气系数?r 。 3）减少高温零件对新鲜充量的加热，以降低进气终了时的充量温度Ta。 4) 合理的配气正时和气门升程规律，可以减小残余废气mr 的同时增加新鲜充量m1，即增加进气门关闭时的缸内压力Pa，减小残余废气系数?r

这里降低进气过程的流动阻力损失，提高进气终了压力，是提高充量系数最有效的措施。

提高充量系数的技术措施

1) 降低进气系统的流动阻力（沿程阻力和局部阻力） A。降低进气门处的流动损失

? 局部阻力损失是流动过程中的主要损失。主要发生在：进气门座、空气滤清器和流道转弯等处。进气门座处是进气流道中截面积最小、流速最高的地方，因而该处的局部阻力最大。

? 用进气门阀座处气体流动的平均马赫数来衡量考察进气流动损失对充量系数的影响。

B。减少进气管和空气滤清器的阻力

1.保证总管与岐管有足够的流通面积，避免急转弯与进气不均； 2.进气门头部以及气门座面处设计合理形状，降低局部流动阻力； 3.在保证滤清效率的前提下尽可能的减少阻力 2) 采用可变配气系统技术 1.低速时，采用较小的气门叠开角以及较小的气门升程,防止缸内新鲜充量倒流，增加低速转矩，提高燃油经济性。

2.高速时应具有最大的气门升程和进气门迟闭角，减小流动阻力，利用过后充气，提高充量系数，满足发动机高速时的要求。

3.进气门从开启到关闭的进气持续角也进行相应的调整，实现最佳进气正时，最大程度降低泵气损失。 3) 合理利用进气谐振

进气谐振：进气管长度的增加或管径的减小（细长），可使充量系数的峰值向发动机低速一侧移动，反之则向高速移动的现象。

进气过程将要结束时，进气门处的压力高于正常的进气压力，从而增加发动机的进气量，提高充量系数。 4) 降低排气系统的流动阻力

a) 减小排气门及其座面处的局部阻力损失 b) 渐扩型排气道 c) 排气管谐振

d) 降低排气消声器和排气后处理器流动阻力 5) 减少对进气充量的加热

内燃机增压 通过增加进气压力，从而增加进气密度，以增加进入气缸的空气质量，得到最大的输出升功率