内燃机原理2.doc
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进、排气相位角对充量系数的影响当进气晚关角,但因此,存在一个最有利的进气、排气晚关角当排气晚关角,但其它因素的影响1)或2)3)或(影响不太大)4)燃料汽化§4.4稳流条件下充量系数随专速的变化规律进气速度特性及其对发动机动力性和专速稳定性的影响进气速度特性:发动机在油量调节结构位置不变时,充量系数随转速变化的规律。进气外特性对动力性能的影响由知:(当不变时)所以,对于负荷量调节的汽油机,发动机的进气外特性决定了全负荷时的转矩和功率,即决定了发动机的最大动力性能(最高车速、最大加速度和最大爬坡能力)。对于负荷质调节的柴油机,虽然其最大动力性能取决于每循环喷入气缸内的燃油量,但由速度外特性决定的最大充气量,也制约了柴油机允许喷入的极限油量,也即可能达到的最大动力性能。速度特性与运转稳定性图4-12汽、柴油机的进气速度特性曲线(a)汽油机;(b)柴油机汽油机由于存在节气门和喉管(用化油器时),进气阻力大,随转速增加,充量系数下降,节气门开度越小,充量系数随转速下降的速度越快;柴油机无节气门和喉管,进气阻力小,充量系数变化较小。各因素对进气速度特性线变化趋势的影响稳流条件下曲线的变化规律图4-13汽油机稳流条件下进气速度特性线的变化过程图4-14图4-14不同进气晚关角对发动机标定转速和动力性能的影响燃料汽化的影响基本不随转速而变化,使充量系数曲线降为曲线A进气温升的影响低速时,因加热时间长,而使偏高;高速时则低一些。B曲线流动总阻力的影响随转速平方而增加,使曲线从B变为C。图4-13去就汽油机稳流条件下进气速度特性的变化过程进气晚关角的影响只有在一个转速处具有最佳值,曲线D。进气晚关角与发动机的高、低速性能在图4-13中,各转速下均具有最佳进气晚关角的C曲线,实际是具有单一进气晚关角的各条D曲线的外包络线,图4-14中,D2比D1线的晚关角大,其低速进气性能降低而高速进气性能改善。§4.5进、排气系统的动态效应管道中压力波传播的基础知识音速与压力波速静止介质中,压力波传播的速度就是该介质状态下的音速:压力波速为:式中,v为流体运动速度压力单波及其基本关系式压力单波:管中某一点(包括边界点)向左、右两方以波速c传播的“扰动”叫做压力单波。向右传播的波叫右行波,反之叫左行波。右行单波:左行单波:密波(压缩波)与疏波(膨胀波)压力波传到之处,其效果是使该处压力上升叫密波,反之叫疏波。边界条件与反射波封闭端:,即,这说明封闭端出现了全反射。开口端:,即,这说明开口端出现了全负反射。单缸机进气管中的动态效应及利用进气的动态效应,是指进气管中压力波传播对气门端进气压力的影响,合理利用其影响,可增大循环充量。进气管内的动态效应分本循环压力波的动态效应和上循环压力波的动态效应。本循环压力波的动态效应本循环产生的进气压力波来回传播对循环充量的影响,叫做本循环压力波的动态效应。进气门开启初期,由于活塞向下运动以及气流的惯性,气缸内产生很大的负压,进气管内也产生很大的负压,新鲜充量从进气管外端流入,同时从气缸内传出膨胀波,通过气门通道沿进气管向开口端传播,速度为:,当膨胀波达到开口端后,又从开口端向气缸方向反射回压缩波,气门口由发出压力波到接收反射波所需时间。设气门开启时间为,则有两种情况:eq\o\ac(○,1),第一次反回的压缩波达到气门端时,进气门已关闭,对进气无影响;eq\o\ac(○,2),第一次反回的压缩波在进气后期到达,可加大进气后期ps值而使值加大。上循环压力波的动态效应图4-16单缸机本循环进气动态效应的压力波示意图上循环的压力波动如果到本循环进气时仍未消失,将会对本循环进气产生直接的影响,此即上循环压力波的动态效应。若本循环进气时,正巧上循环残余正压波达到,对进气将产生有利影响,反之,则产生不利影响。图4-18上循环压力波的动态效应示意图进气门口的压力波动频率为,进气门开启频率为,,从图知,当q=1.5,2.5,…时,正巧是残余压缩波达到,故对的提高有利。单缸机排气管中的动态效应多缸机各缸进气不均匀问题进气充量不均匀将产生如下问题:eq\o\ac(○,1)功率下降和经济性恶化;eq\o\ac(○,2)降低个别气缸的寿命;eq\o\ac(○,3)低速低负荷运转不稳定。多缸机由于进、排气总管和歧管相连,可能出现“进气干涉”和“排气干涉”现象。§4.5发动机的增压利用各种方法提高发动机的进气压力,增大循环充量,以达到加大输出功率的目的,这就是发动机增压。增压度与增压比增压度:发动机增压前后,标定