柴油机换气过程分析.pptVIP

第四章 换气机构与增压 第一节 换气过程及换气质量评定参数 第二节 换气机构 第三节 废气涡轮增压 第四节 废气涡轮增压器 第五节 增压器故障与维护管理 第一节 柴油机的换气过程及换气质量评定参数 一、气阀与气口的角面值和时面值 二、四冲程柴油机的换气过程 三、二冲程柴油机的换气过程 四、评定换气过程质量的参数 一、气阀与气口的角面值和时面值 换气过程的定义 换气的意义 评定换气过程好坏的标志 气阀与气口的角面值和时面值 四冲程柴油机气阀开启的流通面积 二冲程柴油机气阀开启的流通面积 角面值、时面值 进、排气气流的流通能力 换气过程的定义 从排气过程、扫气过程到进气终止的整个气体更换过程。 换气的意义 换气过程质量直接影响柴油机的动力性、经济性、可靠性及排气污染，是柴油机工作优劣的先决条件。 评定换气过程好坏的标志 废气排除是否干净 新鲜空气充入量 新鲜空气消耗量 四冲程柴油机气阀开启的流通面积 在换气过程中，气阀的开度是由配气凸轮形线控制而变化，其流通面积fv是变化的。 二冲程柴油机气阀开启的流通面积 角面值和时面值 角面值：气阀或气口流通面积f 的曲线与横坐标? 的所围的面积（流通面积曲线对曲柄转角的积分值），称为角面值。 时面值的定义：流通面积f与时间t所围的面积 当转速n不变时，即有 角面值不随柴油机转速的变化，而时面值则会相应的变化（如转速升高，时面值减小）。 进排气气流的流通能力（流量） 当流道前后的压力差为定值时，即流速c为常数时，时面值越大，流量越大； 当流量为定值时，时面值越大，所需流速越小，即流道压力差越小。 结论：时面值表示了气阀与气口的流通能力。 注意：柴油机在工作时，气口、气阀结炭，脏污，开度不足都会引起时面值减小，柴油机工作性能变差。 二、四冲程柴油机的换气过程 换气过程： 自由排气阶段 强制排气阶段 进气阶段 气阀叠开和燃烧室扫气 自由排气阶段 排气阀在下止点前30°~80°打开，直到下止点后气缸压力接近排气管压力为止。由于废气的排出是在压差的作用下排出，故称为自由排气阶段。压差排气。在此阶段根据气缸内外压差是否超过临界值，可分为超临界阶段（排气管压力与气缸压力之比小于临界值（2/（k+1））k/（k-1））和亚临界阶段。 排气阀开启提前角要大，以便使排气阀在下止点的开度和下止点前的时面值足够大。但也不能太大，若太大将引起膨胀功的损失过多。 自由排气一般在BDC后10°~30℃A结束。结束愈晚，下一阶段活塞排气消耗的功愈大。 自由排气阶段虽然占整个排气时间的比例不大，但由于废气流速很高，排出的废气量占可达60%以上。 强制排气阶段 从自由排气结束到排气阀关闭这一阶段 排气过程是由活塞的推挤造成的，故称为强制排气阶段。 当活塞到达上止点后向下运行的初期，由于排气行程中形成的高速排气流的惯性作用下，废气继续排出气缸，故称为惯性排气。 因此排气阀在上止点后滞后关闭，一般排气迟闭角为10~70°(CA)。实现了过后排气，延长了排气时间，增大了气阀的时面值，可使废气排得干净，排气功减小，排气流的惯性得到充分利用。但过大的排气迟闭角会导致废气倒流，最理想的关闭角是当废气从气缸流出的流动刚好停止时。 进气阶段 从进气阀开启到进气阀关闭的阶段（活塞的抽吸+进气气流的惯性） 进气提前开启角(10°~40°)和进气延后关闭角的目的是为了尽力吸入新鲜空气。 进气提前开启角过大会造成废气倒灌 进气提前开启角过小则影响进气； 进气延后关闭角过小会影响空气流动惯性而减小进气量， 进气延后关闭角过大则使新鲜空气倒流出气缸并使有效压缩比减小。 实际进气时刻：是气缸内压力低于进气管压力时才真正进入气缸。非增压柴油机的实际进气时刻在上止点后。 气阀叠开和燃烧室扫气 气阀重叠角的定义：在上止点前后，从进气阀开启到排气阀关闭这段时间进气阀和排气阀同时开启所对应的曲轴转角称为气阀重叠角。一般非增压机为20°~50°CA，增压机为80°~140°CA 燃烧室扫气：在气阀叠开期间新鲜空气对燃烧室的清扫称为燃烧室扫气（一般只有增压四冲程柴油机才能实现燃烧室扫气 ） 意义： 新鲜空气将燃烧室中残存的废气清扫到排气管 新鲜冷空气对燃烧室壁面进行冷却 三、二冲程柴油机的换气过程 二冲程柴油机换气的特点 与四冲程机比较： 换气时间少（120~150℃A） 换气依靠压差进行，由于存在掺混、死角及短路，换气质量差 扫气耗功较多 气缸容积利用率低（由于气缸下端开有气口） 失效行程h：活塞在下止点位置时的活塞上平面到气口上边沿的距离。 行程失效系数?s：失效行程h与活塞行程S之比，即 自由排气阶段（B-R） 从排气口(阀)开启点B起到缸内压力与扫气压力pk相等的点R（进气开始点）为止的这一阶段，叫做自由排气阶段。 在此阶段中废气