第三章_二冲程发动机的换气过程
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从排气过程、扫气过程到进气的整个气体更换过程叫做换气过程。
四冲程柴油机采用气阀换气,气阀的开度由气阀凸轮决定。
二冲程机气口换气,气口开度由活塞决定。
时面值表示了气阀与气口的流通能力。
换气过程的好坏以废气是否排除干净、新鲜空气冲入多少、新鲜空气量的消耗量为标志。
四冲程机的换气:从排气阀开到进气阀关的整个换气过程自由排气阶段:排气阀开启到缸内气压等于排气背压强制排气阶段:自由排气结束到排气阀关闭(过后排气)进气阶段:排气阀关闭到进气阀关闭(可以实现燃烧室扫气,一般只有四冲程机可以)二冲程机的换气:从排气口(阀)开到排气口(阀)关的过程自由排气阶段:从排气口开到扫气压力等于缸内压力强制排气和扫气阶段:进气开始到扫气口关闭的过程过后排气阶段:从扫气口关闭到排气口关闭二冲程机换气好坏取决于:扫排气重叠角、气阀开启延续时间、气阀的流通时间气阀采用耐热合金钢制造,采用氮化和镀鉻的方法增强其耐磨性不带阀壳的气阀,直接装在气缸盖上,不用冷却水,拆起来麻烦,一般用于中小型机带阀壳的气阀,多用于排气阀,其拆装简单、方便,有润滑油道、冷却水腔,用于大型机带壳式气阀机构:分阀盘和阀杆两部分,为提高充气效率,进气阀直径比排气阀直径大,导管由铸铁或者青铜制造,承受气阀侧推力并承担启发散热,气阀导承采用稀释的煤油或柴油润滑;气阀弹簧成对安装可以提高弹簧疲劳强度、提高弹簧振动频率防止产生共振,若一根断了还可以暂时使用,避免启发落入气缸并防止互相插入。
阀盘有平底、凸底、凹底三种,阀盘上的圆锥形面起密封作用全接式:用于小型高速机和部分老式机外接式:阀面锥角比阀座锥角小,易发生拱腰变形,用于强载中、高速增压机机内接式:阀面锥角比阀座锥角大,易发生周边翘曲变形,多用于大型二冲程机(长行程和超长行程)常见的锥阀角为30和45,锥角越大,对中性和密封性越好。
旋阀器:使气阀在启闭时缓慢转动,有效的延长排气阀的使用寿命。
可以减少积碳、均匀磨损、贴合严密;均匀散热、受热,防止局部过热;防止卡住。
简述四冲程柴油机和二冲程柴油机的工作
原理
一、原理
不论是二种程发动机还是四冲程发动机,都要经过进(扫)气、压缩、燃烧膨胀、排气四个工作过程,才能完成一个工作循环。
所不同的是:
1、在四冲程发动机中,曲轴每旋转两圈(720度),活塞往复移动两次,发动机完成一个工作循环,即每个冲程完成一个工作循环。
而在二冲程发动机中,曲轴每旋转一圈(360度),活塞往复移动一次,发动机完成一个工作循环,即每二个冲程完成一个工作循环。
2、二冲程发动机与四冲程发动机每完成一个工作循环,其进、排气门或进、排、扫气口都只开启和关闭一次,但其开启和关闭的时间周期不同
二、不同
1、二冲程发动机曲轴每旋转一圈,就有一个作功冲程。
因此,在转速、进气条件等因素相同的条件下,理论上讲,二冲程发动机所能产生的功率应等于相同工作容积四冲程发动机所产生的功率的两倍。
但因二冲程发动机的废气排出不完全,同时,由于扫气口先于排气口关闭而产
生额外排气,所以实际上,二冲程发动机并不能等于四冲程发动机的二倍,而是1.5-1.7倍。
2、由于二冲程发动机的换气,有一部分可燃混合气随废气一同排出,因而燃油和润滑油消耗量都大。
3、由于二冲程发动机的换气时间短促,换气不完善,因而缸内残余废气较多,低速失火率高,燃烧情况差,加上换气过程中部分可燃混合气未参与燃烧就随废气排出去了,因此,排放污染严重,污染物中的HC值远高于四冲程发动机。
4、由于二冲程发动机作功冲程频率大,故工作较平稳。
5、由于二冲程发动机作功冲程频繁,每转需燃烧一次,因此发动机各零部件受热程度比四冲程发动机高得多,特别是活塞更为严重。
内燃机的换气过程内燃机的换气过程是内燃机排出本循环的已燃气体和为下一循环吸入新鲜充量(空气或可燃混合气)的进排气过程,它是工作循环得以周而复始不断进行的保证.对四冲程内燃机而言,换气过程是指从排气门开启到进气门关闭的整个过程。
对大部分二冲程内燃机而言,换气过程即为从排气口打开到关闭的整个过程.在内燃机换气过程中,有时为了控制内燃机的NO x有害排放,还需要进行排气再循环(可分为外部ECR和内部EGR)。
内燃机采用增压技术可以提高进气密度,从而提高发动机的功率,并改善经济性和排放[1]。
内燃机的性能很大程度上依赖其换气过程,为提高动力性和经济性指标,需要研究减少进排气流动阻力损失和提高充量系数的措施及方法,以及如何为燃烧提供一个合适的缸内气体流场,并保证多缸机的各缸均匀性等.第一节四冲程内燃机的换气过程图4-1所示是四冲程内燃机换气过程的示意图,其中图4—1a为内燃机的配气相位与换气过程p-V示功图。
排气门在下止点前1点开启,由于缸内压力高,燃气快速流出,缸内压力随即迅速下降。
在进排气上止点前,进气门在3点打开,此时,排气门尚未关闭,出现一段时间的气门叠开期,排气门在上止点后2点关闭。
进气门打开初期,由于进气道与缸内压差小,进气流量小,随着活塞运动的加快,造成了缸内较大的真空度,使得中后期的进气速度提高,最后进气门在下止点后4点关闭。
进排气门迟闭角的设计,同它们提前开启一样,是为了增加进排气过程的时面值或角面值,利用气体流动的惯性,增加进气充量或废气的排出量。
四冲程内燃机的换气过程可分为排气、气门叠开、进气三个阶段,图4-1b表示了进排气门的升程和气缸压力随曲轴转角的变化情况。
图4-1 四冲程内燃机换气过程的示意图a)配气相位与低压p—V示功图b)气门升程与p- 示功图IVO一进气门开启角IVC一进气门关闭角EVO一排气门开启角EVC一排气门关闭年V c一余隙容积V s一气缸工作容积一、排气过程由于受配气机构及其运动规律的限制,排气门不可能瞬时完全打开,气门开启有一个过程,其流通截面只能逐渐增加到最大;在排气门开启的最初一段时间内,排气流通截面积很小,废气排出的流量小。
汽车维修工初级(汽车发动机构造与维修)模拟试卷4(题后含答案及解析)题型有:1. 名词解释题 2. 判断题请判断下列各题正误。
3. 简答题 4. 填空题5. 单项选择题1.前悬:正确答案:汽车最前端至前轴中心线间的距离。
涉及知识点:汽车发动机构造与维修2.整体式曲轴:正确答案:各个曲拐锻造(或铸造)成一个整体的曲轴称为整体式曲轴。
涉及知识点:汽车发动机构造与维修3.气门叠开:正确答案:同一段时间、同一缸内,进、排气门同时开启的现象,通常称为气门叠开。
涉及知识点:汽车发动机构造与维修4.过量空气系数:正确答案:指在燃烧过程中,实际供给的空气质量与理论上燃油完全燃烧所需要的空气质量之比。
即α=实际供给的空气质量(kg)/理论上燃油完全燃烧所需要的空气质量(kg)。
涉及知识点:汽车发动机构造与维修5.齿轮式机油泵的齿端间隙:正确答案:齿轮端面与泵盖之间的间隙。
涉及知识点:汽车发动机构造与维修6.二冲程发动机的换气过程包括进气和排气过程。
( )A.正确B.错误正确答案:B 涉及知识点:汽车发动机构造与维修7.汽车大修时将车辆上所有磨损的零件进行更换。
( )A.正确B.错误正确答案:B 涉及知识点:汽车发动机构造与维修8.平衡重在修理时不要轻易拆卸,如必须拆卸,应注意按原装配位置装配。
( )A.正确B.错误正确答案:A 涉及知识点:汽车发动机构造与维修9.链轮与链条的传动适用于侧置凸轮轴式配气机构。
( )A.正确B.错误正确答案:B 涉及知识点:汽车发动机构造与维修10.过量空气系数α=1时,无论从理论上还是实际上来说,混合气燃烧都最完全。
( )A.正确B.错误正确答案:B 涉及知识点:汽车发动机构造与维修11.废气再循环阀是用来控制进入气缸的混合气量。
( )A.正确B.错误正确答案:B 涉及知识点:汽车发动机构造与维修12.多缸柴油机各缸的供油量不一致,将使各缸工作压力不同,从而使发动机功率降低且运转不稳。
第二章发动机的性能指标1.研究理论循环的目的是什么?理论循环与实际循环相比,主要作了哪些简化?答:目的:1.用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本热力参数间的关系,明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压力为代表的动力性的基本途径2.确定循环热效率的理论极限,以判断实际内燃机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜力3.有利于分析比较发动机不同循环方式的经济性和动力性简化:1.以空气为工质,并视为理想气体,在整个循环中工质的比热容等物理参数为常数,均不随压力、温度等状态参数而变化2.将燃烧过程简化为由外界无数个高温热源向工质进行的等容、等压或混合加热过程,将排气过程即工质的放热视为等容放热过程3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程,忽略工质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换气过程简化为在上、下止点瞬间开和关,无节流损失,缸内压力不变的流入流出过程。
2.简述发动机的实际工作循环过程。
四冲程发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气组成3.排气终了温度偏高的原因可能是什么?有流动阻力,排气压力>大气压力,克服阻力做功,阻力增大排气压力增大,废气温度升高。
负荷增大Tr增大;n升高Tr增大,∈+,膨胀比增大,Tr减小。
4.发动机的实际循环与理论循环相比存在哪些损失?试述各种损失形成的原因。
答:1.传热损失,实际循环中缸套内壁面、活塞顶面、气缸盖底面以及活塞环、气门、喷油器等与缸内工质直接接触的表面始终与工质发生着热交换2.换气损失,实际循环中,排气门在膨胀行程接近下止点前提前开启造成自由排气损失、强制排气的活塞推出功损失和自然吸气行程的吸气功损失3.燃烧损失,实际循环中着火燃烧总要持续一段时间,不存在理想等容燃烧,造成时间损失,同时由于供油不及时、混合气准备不充分、燃烧后期氧不足造成后燃损失以及不完全燃烧损失4.涡流和节流损失实际循环中活塞的高速运动使工质在气缸产生涡流造成压力损失。
西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准(A)课程名称:内燃机原理课时:56 考试时间:2010年6月日第页第页西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准(B)课程名称:内燃机原理课时:56 考试时间:2010年6月日第页第页参考资料仅供参考简答题1.提高内燃机动力性与经济性途径?一采用增压技术:在过量空气系数参数φα的情况下,增加吸进空气的密度ρs 可以使发动机功率按比例增长。
在柴油机上采用高增压后,可以使柴油机的Pme 和PL成倍增长。
于此时使它还改善了柴油机的经济性降低比质量降低废气排放降低废气有害气体排放二.合理组织燃烧过程提高循环指示效率ηit提高指示功率ηit不仅改善了内燃机的动力性能同时也改善经济性能三.改善换气过程提高气缸的充量系数φc同样大小的气缸容积在相同的进气状态下若能吸入更多新鲜空气则可容许喷入更多的燃料在同样燃料条件下可获得更多的有用功。
四.提高发动机的转速。
增加转速可以增加单位时间内每个汽缸做功的次数,因而可提高发动机功率输出同时发动机比质量也随之降低五.提高内燃机的机械效率。
可以提高内燃机的动力性能和经济性能。
六.采用二冲程提高功率。
理论上,采用二冲程相对四冲程可以提高升功率一倍2.降低汽油机排放途径一.曲轴箱排放控制,为防止曲轴箱排放物的危害,采用曲轴箱强制通系流,把曲轴箱排放物吸入气管进而在汽缸内燃掉二.蒸发排放物的控制,为了控制车用汽油机HC蒸发排放采用活性炭罐式蒸发排放控制蒸发排放三.冷起动暖机和怠速排放控制,为了改善冷起动排放增加起动功率提高起动转速增大点火能量尽量缩短起动时间并在起动前对发动机进行预热。
较高转速对左较大节气门开度和较小残余废气分数,相应减小混合气加浓程度四.低排放燃料供给根据不同负荷率提供适当浓度的混合气五.低排放点火系统六.低排放燃烧系统七.排气再循环,采用排气再循环有效降低点燃式内燃机的NOx排放3.柴油机的燃烧过程有哪几个阶段?重点控制哪一过程?产生噪声的原因及解决办法?主要有第I阶段滞燃期即在压缩过程末期在A点,开始向气缸喷气燃料但由于气缸温度过高远远高于当时正常压力下的正常温度,燃料并不马上着火而是稍有滞后。
内燃机的换气过程内燃机的换气过程是内燃机排出本循环的已燃气体和为下一循环吸入新鲜充量(空气或可燃混合气)的进排气过程,它是工作循环得以周而复始不断进行的保证。
对四冲程内燃机而言,换气过程是指从排气门开启到进气门关闭的整个过程。
对大部分二冲程内燃机而言,换气过程即为从排气口打开到关闭的整个过程。
在内燃机换气过程中,有时为了控制内燃机的NO x有害排放,还需要进行排气再循环(可分为外部ECR和内部EGR)。
内燃机采用增压技术可以提高进气密度,从而提高发动机的功率,并改善经济性和排放[1]。
内燃机的性能很大程度上依赖其换气过程,为提高动力性和经济性指标,需要研究减少进排气流动阻力损失和提高充量系数的措施及方法,以及如何为燃烧提供一个合适的缸内气体流场,并保证多缸机的各缸均匀性等.第一节四冲程内燃机的换气过程图4—1所示是四冲程内燃机换气过程的示意图,其中图4—1a为内燃机的配气相位与换气过程p—V 示功图。
排气门在下止点前1点开启,由于缸内压力高,燃气快速流出,缸内压力随即迅速下降。
在进排气上止点前,进气门在3点打开,此时,排气门尚未关闭,出现一段时间的气门叠开期,排气门在上止点后2点关闭。
进气门打开初期,由于进气道与缸内压差小,进气流量小,随着活塞运动的加快,造成了缸内较大的真空度,使得中后期的进气速度提高,最后进气门在下止点后4点关闭。
进排气门迟闭角的设计,同它们提前开启一样,是为了增加进排气过程的时面值或角面值,利用气体流动的惯性,增加进气充量或废气的排出量。
四冲程内燃机的换气过程可分为排气、气门叠开、进气三个阶段,图4—1b表示了进排气门的升程和气缸压力随曲轴转角的变化情况。
图4-1 四冲程内燃机换气过程的示意图a)配气相位与低压p—V示功图b)气门升程与p— 示功图IVO一进气门开启角IVC一进气门关闭角EVO一排气门开启角EVC一排气门关闭年V c一余隙容积V s一气缸工作容积一、排气过程由于受配气机构及其运动规律的限制,排气门不可能瞬时完全打开,气门开启有一个过程,其流通截面只能逐渐增加到最大;在排气门开启的最初一段时间内,排气流通截面积很小,废气排出的流量小。