发动机的换气过程

　　发动机的换气过程

　　发动机的换气过程包括排气过程和进气过程。其任务是排除气缸内的废气，并吸人新鲜空气或可燃混合气。发动机的换气过程对发动机的性能有极其重要的影响。为此，对换气过程的要求是：排气彻底，进气充分，换气损失小。

　　以四冲程发动机为例，通过对发动机换气过程进行分析讨论，介绍影响发动机换气过程的主要因素及提高充气效率的主要措施。发动机换气过程和充气效率。

　　发动机的换气过程及换气损失

　　1、换气过程
　　四冲程发动机的换气过程是指从排气门开始开启到进气门完全关闭的整个过程。凹冲程发动机的换气过程约占410°～490°曲轴转角，超过两个活塞行程。换气过程由排气过程和进气过程组成，其中排气过程又可分为自由排气和强制排气进气两个阶段。

　　排气过程：排气过程是指从排气门开始开启到排气门完全关闭的这段时间。由于排气门的早开晚闭，排气过程约占220°～290°曲轴转角。

　　(1)自由排气阶段。

　　从排气门开始开启到气缸内压力接近排气管内压力的这段时间。由于气缸内压力高于排气管内的压力，废气是依靠自身的压力经排气门自行流出缸外，故称之为自由排气阶段。

　　为保证活塞进入排气行程时，排气门有足够的开度，以减小排气损失，必须在作功行程活塞到达下止点前使排气门开始开启。那么从排气门丌始开启到活塞运行至下止点这段的曲轴转角称为排气门提前开启角，一般为30°～80°。

　　可以看出，在排气门刚丌启的一段时期内，气缸内压力远远高于排气管内压力，排气的流动处于超临界状，废气以接近音速的较高速度流出缸外。此时的废气排量主要取决于排气门的开度、气体状态和时间，而与排气门前后的压力差无关。

　　随着超临界状态下自由排气阶段大量废气流出缸外，气缸内压力迅速下降。当气缸内压力低于排气管内约1．9倍压力时，排气流动转入亚临界状态，此时的废气排量则取决于排气门的开度和排气压差。当气缸内压力与排气管内压力基本相等时，自由排气结束，此时约为下止点后10°～30°曲轴转角。
自由排气阶段占整个排气时间的比例虽然不大，但由于废气流速快，排出的废气量可达整

　　(2)强制排气阶段

　　活塞上行强制排出气缸内废气的阶段称为强制排气阶段。在此阶段，由于排气阻力的影响，气缸内平均压力比排气管内平均压力略高，排气阻力主要取决于排气门的开启截面和气流速度，而气流速度又取决于发动机的工作转速。

　　在实际发动机工作中，为减少排气阶段后期的排气阻力，排气门都是在活塞到达上止点之后关闭的。因此把从活塞运行至上止点到排气门完全关闭这段曲轴转角称为排气门迟闭角，一般为10°～30°曲轴转角。排气门迟后关闭，不仅可避免因排气门在上止点前开始关小而增大排气损失和残余废气量，而且还可利用排气流的惯性充分排气，以此进一步减小残余废气量。

　　进气过程：进气过程是指从进气门开始开启到进气门完全关闭的这段时间。由于进气门的早开晚关，进气过程约占220°～90°曲轴转角。

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