当前课程知识点：汽车发动机原理 > 第四章：换气过程与进气充量 > 4.3 充量系数的解析式 > Video
同学们好
这节课我们依据换气过程
缸内工质的质量平衡关系
来推导充量系数的解析式
在第一章中
我们对充量系数进行了定义
即每缸每循环吸入缸内的
新鲜空气量
与按进气系统前状态计算
而得到的理论充气量之比
新鲜空气质量
与按进气状态计算得到的
理论充气质量
均为不包含燃料质量
和水蒸气质量在内的干空气质量
自然吸气发动机的空气密度
为环境状态下的空气密度
而增压发动机的空气密度
为压气机后的空气密度
请同学们思考这样一个问题
充量系数有可能大于1吗
一般情况充量系数是小于1的
但当进气压力波动态效应
出现惯性增压时
充量系数有可能大于1
关于压力波动态效应
我们在后面还会展开讨论
下面我们来推导
充量系数的解析式
每循环充入缸内的
新鲜混合气质量
m1可以近似表示为
从排气门关闭时刻
就是图中的r’点开始
到进气门关闭时刻
就是图中的a’点结束
这一段时间在进气过程
进入气缸的新鲜混合气质量
可以表示为m1等于ma’减去mr’
式中ma'、mr'
分别为进排气门关闭时刻
缸内工质的质量
式中的va'、vr'分别
为进排气门关闭时刻气缸容积
ρa’、ρr’分别为
进排气门关闭时刻
缸内工质的密度
需要注意的是
该计算是未记入排气门关闭时
在气门重叠期内
进入气缸的少许新鲜充量
所以存在一定的偏差
对于有较强扫气作用的
增压发动机
偏差可能会大一些
进入缸内的混合气质量
m1等于ma加gb
由空燃比的关系式
ma除以gb应该等于
φa0乘以L0
这个我们在第一章
已经进行了介绍
那么我们可以得到
进入缸内的空气质量如式
4-3所示
这里的Ka称为混合气的
空气质量比例系数
汽油机进的是混合气
在过量空气系数等于1时
Ka等于0.937
柴油机进的是纯空气
所以ma等于m1
相当于Ka等于1
于是由式4-1 4-2和4-4
得到充量系数φc的计算式
如式4-5所示
这里我们定义ξ为进气门晚关系数
其值小于1
那么它的值越小
表示进气晚关角越大
定义ψ为排气门晚关系数
排气门晚关系数大于1
它的值越大
表示排气晚关角越大
进一步整理可以得到
充量系数的表达式4-6
在式4-6中代入理想气体状态方程
可将式4-6进一步整理为式4-7
式中p、T、r的下标为s、a’、r’时
分别代表大气或压气机
出口增压空气
进气门关闭点
和排气门关闭点的压力、温度
和特种气体常数
若将式中进气门关闭时刻的压力
pa’与温度Ta’
写成式4-8形式
那么就可以得到充量系数的
最终表达式4-9
在4-8中△pa
为大气或压气机出口压力
与进气冲程下止点时
缸内压力之差
如果把进气看为稳流过程
则△pa就是进气系统
流动的总压力损失
△p ξ为进气下止点
到进气门晚关点的压力上升值
△Ta’为进气过程中
进入缸内空气的温度上升值
式4-9是包含多个影响因素
在内的充量系数的综合解析式
请同学们在课下
对该解析式进行推导
以加深印象
下一节课我们会对
这个解析式中的各个变量
是如何影响充量系数的
进行详细分析
关于充量系数的定义及解析式
就介绍到这里
同学们，再见
-0.1 总论
--Video
-0.2 车用发动机的种类
--Video
-1.1 示功图及其测取
--Video
-1.2 四冲程发动机示功图分析
--Video
-1.3 二冲程发动机示功图分析
--Video
-1.4 性能指标分类与循环指示功
--Video
-1.5 动力、经济性能指标与测定换算
--Video
-1.6 影响动力、经济性能指标的环节和因素
--Video
-第一章习题(计入课程成绩)--作业
-2.0 导论
--Video
-2.1 燃料的分类
--Video
-2.2 汽油、柴油的炼制
--Video
-2.3 汽油的理化特性
--Video
-2.4 柴油的理化特性
--Video
-2.5 燃料构成与理化特性
--Video
-2.6 汽油、柴油质量标准
--Video
-2.7 燃料与发动机工作模式
--Video
-2.8 工质主要热力参数
--Video
-2.9 燃烧热化学
--Video
-第二章习题(计入课程成绩)--作业
-3.0 导论
--Video
-3.1 热力过程与热机循环的简化
--Video
-3.2 理论循环分类及循环热效率
--Video
-3.3 理论循环热力参数对热效率的影响
--Video
-3.4 工质对循环热效率的影响
--Video
-3.5 真实循环对热效率的影响
--Video
-3.6 机械损失的构成
--Video
-3.7 机械损失的测量方法
--Video
-3.8 机械效率的影响因素
--Video
-3.9 发动机的能量分配与转化效率
--Video
-3.10 发动机的节能途径与技术
--Video
-第三章：工作循环与能量利用--第三章习题(计入课程成绩)
-4.0 导论
--Video
-4.1 四冲程发动机换气系统及换气过程
--Video
-4.2 配气相位对发动机性能的影响
--Video
-4.3 充量系数的解析式
--Video
-4.4 进气阻力对充量系数的影响
--Video
-4.5 其他因素对充量系数的影响
--Video
-4.6 充量系数的速度特性
--Video
-4.7 压力波及其传播特性
--Video
-4.8 单缸机的进排气动态效应
--Video
-4.9 多缸机的进排气动态效应与进气不均匀性
--Video
-4.10 四冲程发动机增压系统及性能
--Video
-4.11 二冲程发动机的换气过程与换气质量
--Video
-第四章习题(计入课程成绩)--作业
-5.0 导论
--Video
-5.1 发动机运行工况
--Video
-5.2 发动机特性曲线分类
--Video
-5.3 发动机速度特性
--Video
-5.4 发动机负荷特性
--Video
-5.5 发动机全特性
--Video
-5.6 发动机外特性与整车动力性
--Video
-5.7 发动机全特性与整车经济性
--Video
-5.8 混合动力专用发动机及其运行特性
--Video
-第五章习题(计入课程成绩)--作业
-期中考试（只有一次答题机会！）--期中测试题（占30%总分）
-6.0 导论
--Video
-6.1 燃烧现象及其分类
--Video
-6.2 可燃混合气的着火与着火理论
--Video
-6.3 湍流及其在燃烧中的作用
--Video
-6.4 均质混合气中的火焰传播
--Video
-6.5 液体燃料的雾化
--Video
-6.6 油滴的蒸发与燃烧
--Video
-6.7 示功图与燃烧放热率
--Video
-第六章习题(计入课程成绩)--作业
-7.1 柴油机燃烧过程分析
--Video
-7.2 柴油机燃烧放热规律
--Video
-7.3 柴油机燃油喷射系统
--Video
-7.4 柴油机喷油过程
--Video
-7.5 柴油机缸内气流运动
--Video
-7.6 柴油机燃烧室的分类及其特性
--Video
-7.7 柴油机混合气形成方式
--Video
-7.8 柴油机粗暴燃烧与燃烧噪声
--Video
-第七章习题(计入课程成绩)--作业
-8.1 汽油机燃烧过程分析
--Video
-8.2 汽油机的不正常燃烧：爆燃和表面点火
--Video
-8.3 汽油机的不规则燃烧：循环波动和各缸不均匀性
--Video
-8.4 汽油机燃油喷射系统及其演变
--Video
-8.5 非直喷汽油机燃烧室及其特性
--Video
-8.6 汽油机进气道喷射与混合气形成
--Video
-8.7 汽油机缸内直喷与混合气形成
--Video
-第八章习题(计入课程成绩)--作业
-9.1 有害排放物种类及其危害
--Video
-9.2.1 NO的生成机理
--Video
-9.2.2 CO和HC的生成机理
--Video
-9.2.3 PM和Soot的生成机理
--Video
-9.3 有害排放物生成的影响因素
--Video
-9.4 汽油机机内净化技术
--Video
-9.5 柴油机机内净化技术
--Video
-9.6 汽油机后处理技术
--Video
-9.7 柴油机后处理技术
--Video
-第九章习题(计入课程成绩)--作业
-10.1 燃烧模式及其分类
--Video
-10.2 汽油机均质混合气压燃（HCCI）模式
--Video
-10.3 柴油机均质混合气压燃（HCCI）模式
--Video
-10.4 内燃机部分预混压燃（PCCI）模式
--Video
-10.5 均质混合气引燃（HCII）模式
--Video
-10.6 天然气发动机
--Video
-10.7 氢燃料发动机
--Video
-10.8 二甲醚发动机
--Video
-10.9 甲醇发动机
--Video
-10.10 乙醇发动机
--Video
-10.11 生物柴油发动机
--Video
-第十章习题(计入课程成绩)--作业
-期末考试--期末测试题（占30%总分）
