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1、 二、进气温度 1、 的确定：可选用或由经验公式计算 气缸中高温物体对新鲜充量的加热温升 受到多方因 素的影响。如：进气管的结构及其布置方式、冷却 系统的布置方式（汽油机进排气在同侧，柴油机进排气 管分布两侧）、发动机的高速性、增压情况等。 范围： 四冲程非增压柴油机 1040 四冲程增压柴油机 510 四冲程汽油机 040 如计算，采用下面经验公式： 式中： 发动机在额定工况下工作时对新鲜充量的温 升（选取） 发动机额定转速、计算转速。 2、残余废气系数 是衡量气缸中残留的废气量多少的一个量 根据残余废气系数的定义 而残余废气量 新鲜充量 每循环实际进入气缸新鲜充量 在进气状态下充满气缸工作
2、容积的新鲜充量 式中：假定 （37） 3、充量系数 式中： 每循环实际进入气缸新鲜充量 在进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充量 进气终点时缸内工质数量 ， 由气体状态方程式： ，同理： ，而 （38） 4、求 的第一种方法： 根据能量守恒，新鲜充量能量+残余废气能量=混合后气 体能量 即： 假定： （39） 5、不含 的残余废气系数的求法： 所以把（39）代如（38）有： （310） 由（310）有： 由 （39）有： 两式联立求出： （311） 又把此式代如（37）式得到不含 的残余废气系数 （312） 6、 进气温度 第二种求法： 在图32中，假定经过 多变过程后，才有新鲜充量与 残余废气
3、相混合进行热交换，则根据热量平衡方程式有 ： ( 313) 式中： 残余废气系数 新鲜充量 残余废气量 比热比 左右 分别为残余废气和新鲜充量的比热。 假定 是以n（汽油机n=1.33,柴油机n=1.50）为多变指 数的多变过程，那么由多变过程的热力关系有： （设 ） 把 代入（313）式有： （314） 34 过后充气量的计算 在上节中导出的所有公式中，都没有考虑过后充气（或倒流）问 题。而在现代高速汽车发动机中，过后充气具有十分重要的意义 。 定义：过后充气（倒流）：指发动机活塞从下止点到进气门完全 关闭这段时间新鲜充量的流动过程。 在内燃机进排气过程中，我们可以利用进排气管中的气流惯性来
4、 达到进入更多的新鲜充量和排出更多的废气量。 在进排气门开关这四个配气相位中，以进气门关闭对充气系数影 响最大。因此，此处只研究进气门关闭时期对充气量的影响。 由图33可知，对不同的发动机转速n，就有相应的进气门迟闭 角，才能使充气系数获得最大值。而实际发动机的进气门迟闭 角是固定的，因而随着转速的变化就有不同的充气系数，也即有 不同的过后充气（或倒流） 一、发动机的循环充气量 由上面的讨论可知： （） 下面的任务就是要求出过后充气量 。 一、过后充量的计算： 在进气门迟关过程中，与气缸过后充气有联系的气体动 力学现象是很复杂的。但我们可以把过后充气或倒流简 化成图34所示的形式。将长度为l的
5、等直进气管和气缸 上面积为 的进气通道相连接。截面 两端分别作用缸 内被压缩气体的压力 ，进气管内气体压力 和气流 的惯性压力 。 显然，根据这些压力关系可能会出现下面两种情况： （）过后充气： （）倒流： 、进气管内气体压力 近似地令 2、气流惯性压力 气流惯性力 （Kgf） 式中： 进气管阻力系数 进气管有效管长 （m） 管中气体的密度 j气流的加速度 由此得到气流惯性压力： 进气管中气流的加速度j，可以近似地认为与活塞加速 度 成正比关系 即： 式中：F活塞顶面积 活塞位移关系式： 活塞的加速度根据发动机运动学知识可求得： 式中： R曲柄半径 曲轴旋转角速度 连杆长度与曲柄半径之比值 进
6、气门迟闭角。 将 和 代入 由于 （） 3、气缸内气体压力 由状态方程： 可得： 近似地 （ ） 式中： 过后充气系数，可选用 由精确公式求出或选用。 4、过后充气量 由下述公式求： 式中： 进气门处流量系数 0.750.85 过后充气或倒流时间 （） 、 、 随着对过后充气（或倒流）的影响如图 所示。可见，在两条曲线的交点左方发生过后充气， 右边出现倒流。 5、过后充气系数 实际充量 6、充气系数 7、进气门关闭时的压力 （-21） 压缩过程 一、 的分析式 我们先来推导多变指数的n的表达式： 多变过程：P =const 利用微分关系有：n= （a） 由热力学第一定律： （b） 由状态方程：
7、PV=RT 得到： （c） 利用： 和 之关系 （d） 分别把（a）、（c）、（d）式子代入（b）可以求得： （322） 由（322）式子可以看出，n在所研究的区段上是绝热 指数k，压力p和热交换速度的 函数。 二、影响 的因数分析 在多变压缩过程中，只有工质和缸壁间的温度差传热， 还没有燃料燃烧的热量加入，分析相对容易。 因为，多变压缩过程中， 0即 k，且向工质加入的热量越多 ，则 值越大； 若工质放出能量， 0， k，且工 质放出的热量越多，则 值越小； 结合内燃机的具体工作参数分析如下： 转速n。n提高后，热交换的时间缩短，向气缸壁传热 量和气体泄漏量减少， 选较大值； 负荷。负荷增加
8、后，气缸壁的热负荷增加，导致温度 升高，因而使工质压缩初期从缸壁接受的热量增多，而 后期放热量减少， 选较大值； 气缸尺寸。面容比 可见，气缸直径D增加， 减少，传出的热损失减少， 选较大值； 燃烧室型式：紧凑的燃烧室，具有相对小的传热面 积，因而传出的损失小， 选较大值；比如：直喷式燃 烧室比分隔式燃烧室的柴油机选较高的 值。所以， 直喷式燃烧室柴油机的冷启动性较好； 零件材料。导热性好的材料， 选较小值； 压缩比。提高，压缩终点的压力增加，增加了工质后 期传出的热量，且泄漏也增加， 选较小值； 冷却方式。提高冷却强度，传出热损失增加， 选较 小值； 增压。提高增压压力，意即单位重量工质的冷却面积 减少，相对散热损失下降， 选较大值； 进气温度 。 提高，工质压缩过程中传热的热 量增多， 选较小值。 三、平均多变压缩指数 计算公式 实际压缩过程与理论循环压缩过程是不同的。实际压缩 过程是在所有气门都关闭后才开始的，而且是一个极其 复杂的多变过程。由（322）分析式可以看出，随着压 力P和放热速率的不同， 是个变量。为了便于计算， 采用一个不变的平均多变指数 来代替变化的多变压缩 指数，只要计算出来的压缩终点的压力和温度和实际相 符即可以。 求 可直接选定或用下面的经验公式。 对顶置气门发动机： 或 （323） 对侧置气门发动机：
