柴油机的换气与增压

柴油机的换气与增压

第四章 柴油机的换气、换气机构与增压

第一节 柴油机的换气过程及换

气质量评定参数

换气过程：排气过程、扫气过程到进气终止的

整个气体更换过程

作用：将已燃气体排除，吸入新鲜空气，为下

一个循环提供条件。

换气过程的影响：动力性，经济性，排气污染，

可靠性。

换气过程的评价：废气排除干净与否，新鲜空

气充入量，新鲜空气的消耗量

评定参数：充量系数、扫气效率等

一、四冲程柴油机的换气过程

柴油机的换气与增压

1．自由排气阶段

2．强制排气阶段　

3．进气阶段

4．气阀重叠和燃烧室扫气

气阀重叠角：上止点附近进、排气阀同时开启相应的曲轴转角，它是排气迟闭角与进气提前角之和。

燃烧室扫气：在气阀重叠期间新鲜空气对燃烧室的清扫。

二、二冲程柴油机的换气过程

1．二冲程柴油机的换气过程

（图4-2）

1）自由排气阶段（B—R）

2）强制排气和扫气阶段（R—C）

3）过后排气阶段（C—E）

柴油机的换气与增压

2．二冲程柴油机换气的特点

（1）换气时间大大小于四冲程柴油机

（2）主要是依靠压差换气，换气质量差

（3）空气耗量大，耗功多。

（4）气缸容积不能充分利用。

三、评定换气过程质量的参数

1．残余废气系数

残余废气系数：换气过程结束时，缸内残存的废气量Gr与充入气缸的新鲜空气量G0之比，即

γr＝Gr／G0

残余废气系数的作用：评价换气过程结束后废气排除的干净程度

残余废气系数γr是的影响因素：燃烧室扫气、扫气形式及扫气的完善程度

2．充量系数(充气效率) φc

充量系数：每一工作循环进入气缸的实际充气量G0与在进气状态p0、Ｔ0（二冲程机为ps、Ts，增压机为pk、Tk）下能充满气缸工作容积Vs的理论充气量Gs的比值，即

φc ＝G0／Gs　

充量系数是用来表征柴油机换气过程完善程度的一个极为重要的参数。

经整理：

φc=paT01 ε 1pcTa1+γr ε

影响充量系数φc的因素：

转速、负荷、增压程度、冷却情况、换气系统的清洁程度等

ε是由于充量系数的定义而出现的，并不影响

柴油机的换气与增压

换气过程的好坏。

四冲程柴油机 φc ：约为0.75～0.90，

二冲程回流扫气φc ：约为0.75～0.80，

二冲程直流扫气φc ：约为0.80～0.90。

3．扫气效率ηs、扫气系数φs、给气比（扫气过量空气系数）β

扫气效率、扫气系数、扫气过量空气系数是评价二冲程柴油机换气质量的指标。

扫气效率ηs：换气过程结束后，气缸内的新鲜空气量Ｇ0与气缸内全部气体量Ga之比：

ηs=G0G01==GaG0+Gr1+γr

扫气系数φs：在一个循环中通过扫气口的全部扫气空气量Gk与换气过程结束后留在气缸中的新鲜空气量Ｇ0之比：

φs =Ｇk/Ｇ0

给气比β：每循环通过扫气口的新鲜空气量Ｇk 与在进气状态下(ps、Ｔs)充满气缸工作容积Ｖs的理论空气量Gs之比，即

β=Ｇk / Gs