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1、定义：是指排气过程和进气过程的通称。 包括从排气门开启直到进气门关闭的整个时期; 约占410480曲轴转角。 换气过程的任务： 将缸内废气尽可能排干净 并充入尽量多的新鲜充量 换气过程进行的完善程度是提高发动机动力性的重要 因素。 ？ 第三章 内燃机的换气过程 主要内容： 1、四冲程发动机的换气过程 2、四冲程发动机的充气效率 本章重点： 1、四冲程发动机换气过程的划分与特点； 2、换气过程中的能量损失-换气损失； 3、评价换气过程好坏的指标充气效率； 4、影响充气效率的因素（主要是使用因素）。 第一节 四行程发动机的换气过程 一、换气过程 分五个阶段： 1、自由排气阶段 2、强制排气阶段 3
2、、进排气重叠阶段 4、进气阶段 5、惯性进气阶段 二、换气损失 排气损失 四行程发动机的换气损失 w:膨胀损失 x:推出损失 进气损失 y:进气损失 换气损失：x+y+w 泵气损失：x+y-u （负功部分） 随着排气提前角的增 大,膨胀损失增加,推 出损失减小。 四行程发动机的换气损失 a-提前角适当； b-提前角过大； c-提前角过小； d-排气阻力过大。 适当的排气提前角 应使两者之和最小， 即W+X最小。 第二节 四冲程发动机的充气效率 一、充气效率c 指每循环实际封存在气缸内的新鲜充量m1与在进气状态下 （Ps、Ts）充满气缸工作容积的理论充量msh之比。 c=m1/msh =V1/V
3、s V1实际进入气缸新鲜充量体积（进气状态） Vs气缸工作容积 实际上，c0=ma=发动机功率。 进气系统阻力系数 （4）残余废气系数r r=mr/m1 mr残余废气质量 汽油机低负荷时， r ；排气压力高， r r的一般范围：汽油机 0.05-0.16 柴油机 0.03-0.06 增压柴油机 0-0.03 r c ，而且燃烧恶化 (1) 进气系统 进气系统部件？ 减小进气系统阻力进气终了压力 c 进气门直径大于排气门直径，气门顶部的形状呈流线型 。 （2）压缩比 Vc， r c 。 2、结构因素 （3）配气相位 配气相位是进排气门启闭角与曲轴转角的关系。 适当的配气相位，可获得 较高的充气效
4、率。 进气滞后角对c的影响 最大。 转速 进气滞后角 改变进气滞后角可以改变c 、扭矩和功率随转速变化的趋向 。图3-8 配气相位是靠？控制的 三、提高充气系数的措施 1、减小进气系统的阻力 （1）减小空滤器的阻力 采用低阻、高效滤清器，经常保养清洁等。 （2）减小进气管、道的阻力 设计合理选择断面，弯少避免突变。使用清除积炭、安 装正确、保持畅通。采用直线型进气系统。 选择进气管要综合考虑动力性、经济性和排放性要求。 （3）减小进气门的阻力 增大进气门直径 增加进气门数目 增加进气门升程 改善气门头与杆的过渡形状 2、减小排气系统的阻力 使用清除积炭、安装正确、保持畅通。 3、合理进气予热
5、4、合理配气相位进气迟闭角 5、采用可变进气系统 可变配气相位 低速，进气滞后角小防止新气倒流 高速，进气滞后角大充分利用气体流动惯性 可变进气管道 低速与小负荷进气管道细而长 高速与大负荷进气管道粗而短 可变进气门 低速与小负荷仅开一个主进气门 高速与大负荷时开几个进气门。 四冲程发动机的充量系数 c随n的变化关系 四行程发动机 充量系数的范围 在实际使用中， 如果进气门间隙过 大，不仅使气门的 时间-断面值减少 ，还使进气滞后角 减小，改变充量系 数随转速的变化趋 向，影响车辆的使 用。 进气滞后角对充量系数、 扭矩、功率的影响 自由排气阶段 从排气门打开到气缸压力接近于排气管压力自由排气
6、阶段。 缸内压力与排气管压力之比大于临界值（1.9），排气流动处于 超临界状态，废气以当地音速a排出，流量与排气管压力无关。 临界值:(/(K+1)(K/(K-1)； a = (KRT)1/2 (m/s) （当T=7001100K时，a可达500700m/s)。 当压差小于1.9时，处于亚临界流动状态，与排气门流通面积和 压差有关。 废气的排出。 排气门提前开，一般排气提前角设计为30-80CA。 自由排气在下止点后10-30CA结束。 高速机中，应加大排气提前角。 ？ 如 CA6102，n3300r/min， 排气提前角42； 切诺基,n5600r/min，排气提前角56。 强制排气阶段 从
7、自由排气结束至排气门关闭强制排气阶段 废气需依靠活塞上行被强制推出。 气缸内压力下降到接近排气管内压力（高出10kPa左 右），压力差很小； 整个排气过程中持续的时间最长； 排出的废气量少于自由排气阶段排出的废气量。 进排气重叠阶段 进排气门同时打开的现象进排气重叠阶段，也称气 门叠开或扫气阶段 清除残余废气，增加进气利用排气惯性和扫气。 排气门迟后关闭，进气门提前开启进气管、气缸、 排气管三者相通。 一般：排气滞后角为1035CA；进气提前角为1040CA。 非增压进排气门重叠角一般为20-60。 增压柴油机，需较大的气门重叠角，一般80-160 ？ 进气阶段 从排气门关闭至活塞到达下止 点
8、进气阶段 大量新鲜气体被吸入气缸，为主进 气阶段。 由于进气系统的阻力，进气阶段气 缸内的压力低于大气压力。 由于受排气管、缸内残余废气的加 热，进气温度高于大气温度。 惯性进气阶段 从活塞下止点到进气门关闭惯性进气阶段 进气门滞后关闭，利用气流的惯性进气。 转速越高，活塞平均速度和进气流速越大，进气气流动 能越大，故高速内燃机进气滞后角较大。 进气滞后角一般为4070CA。 从活塞行至下止点到进气门完全关闭时的曲轴转角，称 为进气滞后角。 气缸内压力和排气管内压力以及进、排 气流通截面积随曲轴转角的变化关系 1、排气损失 由于排气门提前开启，造成循环功的损失w（膨 胀损失或自由排气损失）；和活塞将废气推出的损 失x（推出损失或强制排气损失）。 2、进气损失 由于进气系统存在阻力,造成循环功的损失。 实际示功图中,把图3-2中的（x+y-u）部分称为 泵气损失,归入机械损失中；而把图3-2中的w、u部 分归到指示热效率中考虑。 复习思考题 1、换气过程分为哪几个阶段？ 2、换气损失包括哪些？排气提前角对换气损 失有何影响？ 3、什么是充气系数？当发动机的转速、负荷 、大气压力变化时， c怎样变化？ 4、在配气相位中对c影响最大的是什么？当 其变化时c max对应的n有何变化？
