1、定義：定義：是指排氣過程和進(jìn)氣過程的通稱。是指排氣過程和進(jìn)氣過程的通稱。 包括從排氣門開啟直到進(jìn)氣門關(guān)閉的整個時期包括從排氣門開啟直到進(jìn)氣門關(guān)閉的整個時期; ; 約占約占410410480480曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角。換氣過程的任務(wù)換氣過程的任務(wù)： 將缸內(nèi)廢氣盡可能排干凈將缸內(nèi)廢氣盡可能排干凈 并充入盡量多的新鮮充量并充入盡量多的新鮮充量 換氣過程進(jìn)行的完善程度是提高發(fā)動機(jī)動力性的重要換氣過程進(jìn)行的完善程度是提高發(fā)動機(jī)動力性的重要因素。因素。 ？第三章第三章 內(nèi)燃機(jī)的換氣過程內(nèi)燃機(jī)的換氣過程主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 1 1、四沖程發(fā)動機(jī)的換氣過程、四沖程發(fā)動機(jī)的換氣過程 2 2、四沖程發(fā)動機(jī)的充氣效率、

2、四沖程發(fā)動機(jī)的充氣效率本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 1 1、四沖程發(fā)動機(jī)換氣過程的劃分與特點(diǎn)；、四沖程發(fā)動機(jī)換氣過程的劃分與特點(diǎn)； 2 2、換氣過程中的能量損失、換氣過程中的能量損失- -換氣損失換氣損失； 3 3、評價換氣過程好壞的指標(biāo)、評價換氣過程好壞的指標(biāo)充氣效率充氣效率； 4 4、影響充氣效率的因素（主要是使用因素）。、影響充氣效率的因素（主要是使用因素）。第一節(jié)第一節(jié) 四行程發(fā)動機(jī)的換氣過程四行程發(fā)動機(jī)的換氣過程一、換氣過程一、換氣過程 分五個階段：分五個階段：1 1、自由排氣階段自由排氣階段2 2、強(qiáng)制排氣階段強(qiáng)制排氣階段3 3、進(jìn)排氣重疊階段進(jìn)排氣重疊階段4 4、進(jìn)氣階段進(jìn)氣階段5 5、

3、慣性進(jìn)氣階段慣性進(jìn)氣階段二、換氣損失二、換氣損失排氣損失排氣損失四行程發(fā)動機(jī)的換氣損失四行程發(fā)動機(jī)的換氣損失w:w:膨脹損失膨脹損失x:x:推出損失推出損失進(jìn)氣損失進(jìn)氣損失y:y:進(jìn)氣損失進(jìn)氣損失換氣損失：換氣損失：x+y+wx+y+w泵氣損失：泵氣損失：x+y-ux+y-u （負(fù)功部分）（負(fù)功部分）隨著排氣提前角的增隨著排氣提前角的增大大, ,膨脹損失增加膨脹損失增加, ,推推出損失減小。出損失減小。四行程發(fā)動機(jī)的換氣損失四行程發(fā)動機(jī)的換氣損失a-a-提前角適當(dāng)；提前角適當(dāng)；b-b-提前角過大；提前角過大；c-c-提前角過小；提前角過小；d-d-排氣阻力過大。排氣阻力過大。適當(dāng)?shù)呐艢馓崆敖沁m

4、當(dāng)?shù)呐艢馓崆敖菓?yīng)使兩者之和最小，應(yīng)使兩者之和最小，即即W+XW+X最小。最小。第二節(jié)第二節(jié) 四沖程發(fā)動機(jī)的充氣效率四沖程發(fā)動機(jī)的充氣效率一、充氣效率一、充氣效率c指每循環(huán)實(shí)際封存在氣缸內(nèi)的新鮮充量指每循環(huán)實(shí)際封存在氣缸內(nèi)的新鮮充量m1與在與在進(jìn)氣狀態(tài)進(jìn)氣狀態(tài)下下（P Ps s、T Ts s）充滿氣缸工作容積的理論充量）充滿氣缸工作容積的理論充量msh之比。之比。 c=m1/msh =V1/Vs V1實(shí)際進(jìn)入氣缸新鮮充量體積（進(jìn)氣狀態(tài)）實(shí)際進(jìn)入氣缸新鮮充量體積（進(jìn)氣狀態(tài)）Vs氣缸工作容積氣缸工作容積 實(shí)際上，實(shí)際上，c)=0 0=m=ma a=發(fā)動機(jī)功率發(fā)動機(jī)功率 。進(jìn)氣系統(tǒng)阻力系數(shù)進(jìn)氣系統(tǒng)阻力

5、系數(shù)（4）殘余廢氣系數(shù)）殘余廢氣系數(shù)r r=mr/m1 mr殘余廢氣質(zhì)量殘余廢氣質(zhì)量 汽油機(jī)低負(fù)荷時，汽油機(jī)低負(fù)荷時， r ；排氣壓力高，；排氣壓力高， r r的一般范圍：汽油機(jī)的一般范圍：汽油機(jī) 0.05-0.160.05-0.16 柴油機(jī)柴油機(jī) 0.03-0.060.03-0.06 增壓柴油機(jī)增壓柴油機(jī) 0-0.030-0.03 r c ，而且燃燒惡化，而且燃燒惡化 (1) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng) 進(jìn)氣系統(tǒng)部件？進(jìn)氣系統(tǒng)部件？減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力減小進(jìn)氣系統(tǒng)阻力進(jìn)氣終了壓力進(jìn)氣終了壓力 c 進(jìn)氣門直徑大于排氣門直徑，氣門頂部的形狀呈流線型。進(jìn)氣門直徑大于排氣門直徑，氣門頂部的形狀呈流線型。（2）壓縮

6、比）壓縮比 Vc， r c c 。2、結(jié)構(gòu)因素、結(jié)構(gòu)因素（3 3）配氣相位）配氣相位配氣相位是進(jìn)排氣門啟閉角與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系。配氣相位是進(jìn)排氣門啟閉角與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系。 適當(dāng)?shù)呐錃庀辔唬色@得適當(dāng)?shù)呐錃庀辔唬色@得較高的充氣效率。較高的充氣效率。進(jìn)氣滯后角對進(jìn)氣滯后角對c的影響的影響最大，其次是排氣遲閉角。最大，其次是排氣遲閉角。轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 進(jìn)氣滯后角進(jìn)氣滯后角 改變進(jìn)氣滯后角可以改變改變進(jìn)氣滯后角可以改變c 、扭矩和功率扭矩和功率隨轉(zhuǎn)速變化的趨向。隨轉(zhuǎn)速變化的趨向。圖圖3-8配氣相位是靠？控制的配氣相位是靠？控制的三、提高充氣系數(shù)的措施三、提高充氣系數(shù)的措施1、減小進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力、減小進(jìn)氣系統(tǒng)

7、的阻力（1）減小空濾器的阻力）減小空濾器的阻力 采用低阻、高效濾清器，經(jīng)常保養(yǎng)清潔等。采用低阻、高效濾清器，經(jīng)常保養(yǎng)清潔等。（2）減小進(jìn)氣管、道的阻力）減小進(jìn)氣管、道的阻力設(shè)計合理選擇斷面，彎少避免突變。使用清除積炭、安設(shè)計合理選擇斷面，彎少避免突變。使用清除積炭、安裝正確、保持暢通。采用直線型進(jìn)氣系統(tǒng)。裝正確、保持暢通。采用直線型進(jìn)氣系統(tǒng)。選擇進(jìn)氣管要綜合考慮動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求。選擇進(jìn)氣管要綜合考慮動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性要求。（3）減小進(jìn)氣門的阻力）減小進(jìn)氣門的阻力增大進(jìn)氣門直徑增加進(jìn)氣門數(shù)目增大進(jìn)氣門直徑增加進(jìn)氣門數(shù)目增加進(jìn)氣門升程改善氣門頭與桿的過渡形狀增加進(jìn)氣門升程改善氣門頭與

8、桿的過渡形狀2、減小排氣系統(tǒng)的阻力、減小排氣系統(tǒng)的阻力 使用清除積炭、安裝正確、保持暢通。使用清除積炭、安裝正確、保持暢通。3、合理進(jìn)氣予熱、合理進(jìn)氣予熱4、合理配氣相位、合理配氣相位進(jìn)氣遲閉角進(jìn)氣遲閉角5、采用可變進(jìn)氣系統(tǒng)、采用可變進(jìn)氣系統(tǒng)可變配氣相位可變配氣相位 低速，進(jìn)氣滯后角小防止新氣倒流低速，進(jìn)氣滯后角小防止新氣倒流 高速，進(jìn)氣滯后角大充分利用氣體流動慣性高速，進(jìn)氣滯后角大充分利用氣體流動慣性可變進(jìn)氣管道可變進(jìn)氣管道 低速與小負(fù)荷進(jìn)氣管道細(xì)而長低速與小負(fù)荷進(jìn)氣管道細(xì)而長 高速與大負(fù)荷進(jìn)氣管道粗而短高速與大負(fù)荷進(jìn)氣管道粗而短可變進(jìn)氣門可變進(jìn)氣門 低速與小負(fù)荷僅開一個主進(jìn)氣門低速與小負(fù)荷

9、僅開一個主進(jìn)氣門 高速與大負(fù)荷時開幾個進(jìn)氣門。高速與大負(fù)荷時開幾個進(jìn)氣門。 四沖程發(fā)動機(jī)的充量系數(shù)四沖程發(fā)動機(jī)的充量系數(shù)c隨隨n n的變化關(guān)系的變化關(guān)系 四行程發(fā)動機(jī)四行程發(fā)動機(jī) 充量系數(shù)的范圍充量系數(shù)的范圍 在實(shí)際使用中，在實(shí)際使用中，如果如果進(jìn)氣門間隙進(jìn)氣門間隙過大過大，不僅使氣，不僅使氣門的時間門的時間- -斷面值斷面值減少，還使減少，還使進(jìn)氣進(jìn)氣滯后角減小滯后角減小，改，改變充量系數(shù)隨轉(zhuǎn)變充量系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化趨向，速的變化趨向，影響車輛的使用。影響車輛的使用。 進(jìn)氣滯后角對充量系數(shù)、進(jìn)氣滯后角對充量系數(shù)、 扭矩、功率的影響扭矩、功率的影響自由排氣階段自由排氣階段 從排氣門打開到氣缸壓力

10、接近于排氣管壓力從排氣門打開到氣缸壓力接近于排氣管壓力自由排氣階段自由排氣階段。缸內(nèi)壓力與排氣管壓力之比大于臨界值（缸內(nèi)壓力與排氣管壓力之比大于臨界值（1.91.9），排氣流動處于），排氣流動處于超臨界狀態(tài)，廢氣以當(dāng)?shù)匾羲俪R界狀態(tài)，廢氣以當(dāng)?shù)匾羲賏 a排出，流量與排氣管壓力無關(guān)。排出，流量與排氣管壓力無關(guān)。 臨界值臨界值: :( (/(K+1)/(K+1)(K/(K-1)(K/(K-1) )； a = (KRT)a = (KRT)1/21/2 (m/s) (m/s) （當(dāng)（當(dāng)T=7001100KT=7001100K時，時，a a可達(dá)可達(dá)500700m/s)500700m/s)。當(dāng)壓差小于當(dāng)壓

11、差小于1.9時，處于亞臨界流動狀態(tài)，與排氣門流通面積和時，處于亞臨界流動狀態(tài)，與排氣門流通面積和壓差有關(guān)。壓差有關(guān)。廢氣的排出。廢氣的排出。 排氣門提前開，一般排氣提前角設(shè)計為排氣門提前開，一般排氣提前角設(shè)計為30-8030-80 CACA。自由排氣在下止點(diǎn)后自由排氣在下止點(diǎn)后10-3010-30 CACA結(jié)束。結(jié)束。 高速機(jī)中，應(yīng)加大排氣提前角。高速機(jī)中，應(yīng)加大排氣提前角。 ？ 如如 CA6102CA6102，n n3300r/min3300r/min，排氣提前角排氣提前角4242 ； 切諾基切諾基,n,n5600r/min5600r/min，排氣提前角，排氣提前角5656 。強(qiáng)制排氣階段強(qiáng)

12、制排氣階段從自由排氣結(jié)束至排氣門關(guān)閉從自由排氣結(jié)束至排氣門關(guān)閉強(qiáng)制排氣階段強(qiáng)制排氣階段廢氣需依靠活塞上行被強(qiáng)制推出。廢氣需依靠活塞上行被強(qiáng)制推出。氣缸內(nèi)壓力下降到接近排氣管內(nèi)壓力氣缸內(nèi)壓力下降到接近排氣管內(nèi)壓力（高出（高出10kPa左左右）右），壓力差很小；，壓力差很小；整個排氣過程中持續(xù)的時間最長；整個排氣過程中持續(xù)的時間最長；排出的廢氣量少于自由排氣階段排出的廢氣量。排出的廢氣量少于自由排氣階段排出的廢氣量。進(jìn)排氣重疊階段進(jìn)排氣重疊階段 進(jìn)排氣門同時打開的現(xiàn)象進(jìn)排氣門同時打開的現(xiàn)象進(jìn)排氣重疊階段進(jìn)排氣重疊階段，也稱氣，也稱氣門疊開或掃氣階段門疊開或掃氣階段清除殘余廢氣，增加進(jìn)氣清除殘余廢氣

13、，增加進(jìn)氣利用排氣慣性和掃氣利用排氣慣性和掃氣。排氣門遲后關(guān)閉，進(jìn)氣門提前開啟排氣門遲后關(guān)閉，進(jìn)氣門提前開啟進(jìn)氣管、氣缸、進(jìn)氣管、氣缸、排氣管三者相通。排氣管三者相通。一般：排氣滯后角為一般：排氣滯后角為10103535CACA；進(jìn)氣提前角為；進(jìn)氣提前角為10104040CACA。非增壓進(jìn)排氣門重疊角一般為非增壓進(jìn)排氣門重疊角一般為20-6020-60。增壓柴油機(jī)，需較大的氣門重疊角，一般增壓柴油機(jī)，需較大的氣門重疊角，一般80-16080-160 ？進(jìn)氣階段進(jìn)氣階段 正常進(jìn)氣階段正常進(jìn)氣階段活塞活塞從上止點(diǎn)從上止點(diǎn)至活塞到達(dá)下止點(diǎn)至活塞到達(dá)下止點(diǎn)大量新鮮氣體被吸入氣缸，為大量新鮮氣體被吸入氣

14、缸，為主進(jìn)主進(jìn)氣階段氣階段。由于進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力，進(jìn)氣階段氣由于進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力，進(jìn)氣階段氣缸內(nèi)的壓力低于大氣壓力。缸內(nèi)的壓力低于大氣壓力。由于受排氣管、缸內(nèi)殘余廢氣的加由于受排氣管、缸內(nèi)殘余廢氣的加熱，進(jìn)氣溫度高于大氣溫度。熱，進(jìn)氣溫度高于大氣溫度。慣性進(jìn)氣階段慣性進(jìn)氣階段從活塞下止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉從活塞下止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉慣性進(jìn)氣階段慣性進(jìn)氣階段進(jìn)氣門滯后關(guān)閉，利用氣流的慣性進(jìn)氣。進(jìn)氣門滯后關(guān)閉，利用氣流的慣性進(jìn)氣。轉(zhuǎn)速越高，活塞平均速度和進(jìn)氣流速越大，進(jìn)氣氣流動轉(zhuǎn)速越高，活塞平均速度和進(jìn)氣流速越大，進(jìn)氣氣流動能越大，故高速內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣滯后角較大。能越大，故高速內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣滯后角較大。進(jìn)氣滯后角進(jìn)氣滯

15、后角一般為一般為40407070CACA。 從活塞行至下止點(diǎn)到進(jìn)氣門完全關(guān)閉時的曲軸轉(zhuǎn)角，稱從活塞行至下止點(diǎn)到進(jìn)氣門完全關(guān)閉時的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為為進(jìn)氣滯后角。進(jìn)氣滯后角。氣缸內(nèi)壓力和排氣管內(nèi)壓力以及進(jìn)、排氣缸內(nèi)壓力和排氣管內(nèi)壓力以及進(jìn)、排氣流通截面積隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系氣流通截面積隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系1 1、排氣損失、排氣損失 由于排氣門提前開啟，造成循環(huán)功的損失由于排氣門提前開啟，造成循環(huán)功的損失w（膨脹損失或自由排氣損失）膨脹損失或自由排氣損失）；和活塞將廢氣推；和活塞將廢氣推出的損失出的損失x x（推出損失或強(qiáng)制排氣損失）。推出損失或強(qiáng)制排氣損失）。2 2、進(jìn)氣損失、進(jìn)氣損失 由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力, ,造成循環(huán)功的損失。造成循環(huán)功的損失。 實(shí)際示功圖中實(shí)際示功圖中, ,把圖把圖3-23-2中的中的（x+y-ux+y-u）部分稱為部分稱為泵氣損失泵氣損失, ,歸入機(jī)械損失中歸入機(jī)械損失中；而把圖；而把圖3-23-2中的中的w w、u u部分部分歸到指