提高四沖程發(fā)動機充氣效率PPT課件

1、一、減小進氣系統(tǒng)的阻力沿程阻力，局部阻力（節(jié)流阻力）汽油機：空氣濾清器 節(jié)氣門 進氣管 進氣道 進氣門 柴油機：空氣濾清器 進氣管 進氣道 進氣門 氣門座處流動損失最大 氣門座處流通截面最小，截面變化大第第2頁頁/共共43頁頁第1頁/共43頁1減小進氣門處的流動阻力1）增大進氣門直徑）增大進氣門直徑進氣門流通面積活塞頂面積=d進pavd排prvd進d排一般:0.200.25 （影響大） （影響?。┮话悖旱诘?頁頁/共共43頁頁第2頁/共43頁2）增加氣門數(shù)目f1f1v四氣門流通面積但結構復雜，造價較高。 40%左右。 （可達30%） Mebe第第4頁頁/共共43頁頁第3頁/共43頁 DOHC4

2、氣門發(fā)動機的優(yōu)缺點比較 優(yōu)點： 進排氣流通面積增大，流動阻力小，泵氣損失小，有利于提高動力性。 利于火花塞或噴油器布置在中央，有利于提高壓縮比。-點燃式發(fā)動機 利于改善混合氣形成質量。 -壓燃式發(fā)動機 提高經(jīng)濟性和降低排放。 可減輕氣門系統(tǒng)的運動零部件質量。 -適應高速運轉要求第第5頁頁/共共43頁頁第4頁/共43頁 缺點： 氣門機構的零部件數(shù)目增加，使制造維修成本增加 增加了發(fā)動機的高度，需要大的安裝空間。第第6頁頁/共共43頁頁第5頁/共43頁3）適當增大氣門升程4）合理設計氣門結構f1vv閥頂過渡圓角RR R 流動阻力 R應適中。5)采取較小的S/D值第第7頁頁/共共43頁頁第6頁/共4

3、3頁2減少進氣管道阻力1)進氣道:轉彎半徑R,表面光潔,流動阻力v設計時還要考慮組織進氣渦流。進氣道的開發(fā)必須依靠大量試驗，在專門的氣道實驗臺上進行。第第8頁頁/共共43頁頁第7頁/共43頁2)進氣管:表面光潔度，流通面積沿程阻力v轉彎半徑R截面突變v截面形狀 圓形 矩形 D形流動阻力 小 大 中底部蒸發(fā) 小 中 大柴油機不存在底部蒸發(fā)問題，故多采用流動阻力小的圓形進氣管。第第9頁頁/共共43頁頁第8頁/共43頁經(jīng)常清洗，更換濾芯。 3)空氣濾清器通道面積，除塵效果流動阻力v第第10頁頁/共共43頁頁第9頁/共43頁二、減少對新鮮工質的加熱 柴油機進、排氣管分置于氣缸兩側三、減少排氣系統(tǒng)的阻力

4、 減小排氣背壓，降低噪聲。四、合理選擇配氣相位 進氣門遲閉角、氣門重疊角 有較大影響第第11頁頁/共共43頁頁第10頁/共43頁1進氣門遲閉角的選擇:進氣門遲閉角的作用：利用氣流慣性氣流慣性和發(fā)動機轉速成正比轉速越高，進氣門遲閉角越大對某一發(fā)動機轉速，最大的充氣效率所對應的進氣遲閉角只有一個。所以，高速發(fā)動機轉速大，要獲得好的充氣效率和動力性，進氣遲閉角應大一些。 第第12頁頁/共共43頁頁第11頁/共43頁 在保證排氣損失最小的前提下，盡量晚開排氣門，以加大膨脹比，提高熱效率。2氣門重疊角：必要的燃燒室掃氣、合適的排氣溫度。氣門重疊角大，缸內(nèi)氣體易倒流進氣管 增壓發(fā)動機氣門疊開角應大一些。

5、3排氣門提前角的選擇：第第13頁頁/共共43頁頁第12頁/共43頁根據(jù)發(fā)動機的高速性能確定4配氣相位的選擇1）充氣效率高，以保證動力性能2）必要的燃燒室掃氣，以保證降低熱負荷3）合適的排氣溫度4）良好的充氣效率特性， 以適應轉矩特性的要求5）較小的換氣損失，以保證經(jīng)濟性進氣遲閉角排氣提前角氣門疊開角第第14頁頁/共共43頁頁第13頁/共43頁五、利用進氣管的動態(tài)效應 1. 動態(tài)效應： 由于間歇進氣而引起的進氣管內(nèi)的氣體壓力波動對充氣效率的影響。 進氣管的直徑、長度等參數(shù)都會改變壓力波，因而適當調整這些參數(shù)，可以有效地利用進氣管壓力波，以提高充氣效率，提高發(fā)動機的動力性。第第15頁頁/共共43頁

6、頁第14頁/共43頁2. 2. 壓力波的基礎知識： 壓力波是可壓縮彈性介質中“狀態(tài)擾動”的傳播。 狀態(tài)擾動指介質中壓力、速度等狀態(tài)參數(shù)的瞬間變化。 壓力波的傳播速度=氣體流速該介質狀態(tài)下的音速 密波（壓縮波）指其所到之處使該處壓力上升。 疏波（膨脹波）指其所到之處使該處壓力下降。 壓力波在閉口端出現(xiàn)正反射，即波的性質和幅值完全不變；在開口端出現(xiàn)負反射，即波的性質相反，而幅值相同。第第16頁頁/共共43頁頁第15頁/共43頁3.3.本循環(huán)壓力波的動態(tài)效應（慣性效應） 壓力波的產(chǎn)生： 進氣開始，活塞下行，造成缸內(nèi)真空，產(chǎn)生負壓波。壓力波的傳播： 此負壓波向外傳播到進氣管口反射回正壓波。 有利的慣性

7、效應： 此正壓波若傳播到進氣門口時，正好進氣門關閉前夕，提高進氣壓力，起到增壓效果。 慣性效應的合理利用： )(2ntaLt=第第17頁頁/共共43頁頁第16頁/共43頁4.4.上循環(huán)壓力波的動態(tài)效應（波動效應） 定義：上循環(huán)氣門口的壓力波動如果到本循環(huán)進氣時仍未消失的話，將會對本循環(huán)進氣產(chǎn)生直接的影響，稱為上循環(huán)壓力波的動態(tài)效應。 有利的波動效應： 本循環(huán)進氣時，正好上循環(huán)殘余正壓波到達，使進氣終了壓力提高，產(chǎn)生有利效果。第第18頁頁/共共43頁頁第17頁/共43頁 壓力波的固有頻率：Laf41= 進氣頻率：進氣頻率：1202nf = 頻率比：頻率比：nLaffq30212=第第19頁頁/共

8、共43頁頁第18頁/共43頁 結論： 當q2=1、2、3正整數(shù)時，負壓波到達，產(chǎn)生不利影響。 當q2=1.5、2.5時，正壓波到達，產(chǎn)生有利影響。 q2 一定，轉速和管長度成反比一定，轉速和管長度成反比nLaffq30212=第第20頁頁/共共43頁頁第19頁/共43頁六、采用可變技術 從獲得最大充氣效率的角度出發(fā)，比較理想的配氣系統(tǒng)應當要滿足以下要求：1)低速時，采用較小的氣門疊開角以及較小的氣門升程，防止出現(xiàn)缸內(nèi)新鮮無量向道氣系統(tǒng)的倒流，以便增加轉矩，提高燃油經(jīng)濟性。第第21頁頁/共共43頁頁第20頁/共43頁2)高速時，應具有最大的氣門升程和進氣門遲閉角，以最大眼度地減小流動阻力充分利用

9、過后充氣，提高充量系數(shù)，以滿足動力性要求。3)配合以上變化，對進氣門從開啟到關閉的持續(xù)期也應進行調整，以實現(xiàn)最佳的進氣定時。第第22頁頁/共共43頁頁第21頁/共43頁總之，理想的氣門定時應當是根據(jù)發(fā)動機的工作情況及時作出調整，應具有一定程度的靈活性。顯然，對于傳統(tǒng)的凸輪挺桿氣門機構，由于在工作中無法作出相應的調控包就難達到上述要求，因而限制了發(fā)動機性能的進一步提高。第第23頁頁/共共43頁頁第22頁/共43頁 定義：隨使用工況的變化而使發(fā)動機系統(tǒng)結構參數(shù)作相應變動的技術。 意義：即能滿足高速大負荷動力性，又能兼顧中低速、中小負荷的經(jīng)濟性，同時考慮低速扭矩特性。第第24頁頁/共共43頁頁第23

10、頁/共43頁 可變進氣管： 可變配氣相位： 可變氣門升程: 可變氣門數(shù)： 可變配氣相位及氣門升程： 可變廢氣渦輪增壓系統(tǒng)：第第25頁頁/共共43頁頁第24頁/共43頁1.可變進氣管轉速和管長度成反比高轉速、大功率配短粗進氣管低轉速、大扭矩配長細進氣管第第26頁頁/共共43頁頁第25頁/共43頁第第27頁頁/共共43頁頁第26頁/共43頁第第28頁頁/共共43頁頁第27頁/共43頁第第29頁頁/共共43頁頁第28頁/共43頁第第30頁頁/共共43頁頁第29頁/共43頁第第31頁頁/共共43頁頁第30頁/共43頁第第32頁頁/共共43頁頁第31頁/共43頁2可變進氣諧振增壓系統(tǒng)第第33頁頁/共共4

11、3頁頁第32頁/共43頁3三菱MIVEC第第34頁頁/共共43頁頁第33頁/共43頁廣本雅閣VTEC結構圖輔助進氣搖臂主進氣搖臂凸輪軸中間進氣搖臂進氣門排氣門第第35頁頁/共共43頁頁第34頁/共43頁低轉速時低轉速時VTEC的工作原理的工作原理第第36頁頁/共共43頁頁第35頁/共43頁高轉速時高轉速時VTEC的工作原理的工作原理第第37頁頁/共共43頁頁第36頁/共43頁第第38頁頁/共共43頁頁第37頁/共43頁第第39頁頁/共共43頁頁第38頁/共43頁第第40頁頁/共共43頁頁第39頁/共43頁第第41頁頁/共共43頁頁第40頁/共43頁第第42頁頁/共共43頁頁第41頁/共43頁思考題 1怎樣綜合評定發(fā)動機配氣定時的合理與否？ 2 做出進氣