当前课程知识点:柴油机构造与使用 > 第三章 配气机构 > 3.2柴油机换气过程 > 3.2.1柴油机换气过程
同学们好
上节课我们学习了
配气结构的工作过程
根据上述过程
柴油机每个气缸的
进气门和排气门
就可以按照柴油机发火次序
和工作循环的要求
准时的开启和关闭
从而达到气体更换的目的
那么柴油机的换气过程
具体是怎样的呢
这时大家可能会说
柴油机的换气过程很简单啊
我们在介绍四冲程柴油机
工作原理时不是说
在进气冲程
活塞位于进排气上止点位置
此时进气门打开
活塞向下运动
当活塞位于下止点位置时
将进气门关闭
因此
柴油机的整个进气过程
就对应曲轴旋转半圈
对应曲轴转角180度
那么在压缩和做功冲程
进气门和排气门均保持关闭
而在排气冲程
活塞位于下止点位置
此时排气门打开
活塞向上运动
当活塞位于上止点位置时
将排气门关闭
因此柴油机的整个排气过程
也对应曲轴旋转半圈
对应曲轴转角180度啊
那么实际情况是不是这样的呢
实际情况并非如此
前面课程
我们都是为了简化分析的方便
假设柴油机的进排气门
都是在上下止点
瞬时打开或者关闭的
实际上
柴油机进排气门的打开和关闭
都不是在上下止点处进行的
而是都会提前打开
延迟关闭
这是为什么呢
主要原因有三点
一
气门并非瞬时全开全闭
气门的开启有个过程
初期开度较小
阻力较大
缩短了有效进排气的时间
二
柴油机的进排气时间
本身就十分短暂
我们可以计算一下
当转速为1500转每分钟时
进气冲程
或排气冲程的时间仅为0.02秒
三
充分利用气流惯性
使进气更充分
排气更彻底
基于上述三点原因
柴油机进排气门的
打开和关闭
都是提前打开延迟关闭
也就是说
进气过程并不仅仅
发生在进气冲程
而排气过程
也并不仅仅发生在排气冲程
我们将从排气门开始打开
直到进气门完全关闭的
整个时期
称之为柴油机的换气过程
根据气体流动的特点
柴油机的换气过程可分为
自由排气阶段
强制排气阶段和进气阶段
首先我们看
自由排气阶段
柴油机做功冲程邻近结束
汽缸内的气体压力仍然很高
此时若提前开启排气门
汽缸内的废气
即可在这个压力作用下
以很高的速度排出汽缸
因此自由排气阶段
由排气门在下止点前
提前打开开始
直至气缸内气体压力略高于
排气管内压力为止
自由排气结束之后
紧接着的就是强制排气阶段
强制排气阶段始于
自由排气结束点
终于排气冲程结束时
在这个阶段里
气缸内的废气
被上行活塞强制推出
在强制排气接近终了时
如果排气门开始关闭
会产生较大的节流作用
这时活塞还在向上运动
使气缸内压力上升
结果是增加了排气消耗功
和气缸中的残余废气量
所以排气门的完全关闭
不能恰恰在活塞到达上止点时
而应在活塞过了上止点之后
这个角度
就是排气门的延迟关闭角
排气门的延迟关闭
除了刚才所说的
减小节流作用外
还可以利用排气管中
气体的流动惯性
把气缸内的废气继续吸出
从而减小废气残存
增加新鲜空气充量
换气过程的第三个阶段
是进气阶段
进气阶段包含了
从进气门提前打开
到延迟关闭
所经历的全部时间
进气门提前开启的原因
是为了减小
进气门初开时的节流效应
从而增加新鲜空气充量
那么进气门延迟关闭的目的
又是什么呢
进气门延迟关闭的目的
是充分利用气流惯性
增加新鲜空气的充量
需要指出的是
进排气门的早开迟闭位置
可以用曲轴转角来进行表示
它称为柴油机的配气相位
我们用α1和α2
分别表示
进气门的提前开启角
和延迟关闭角
而用β1和β2分别表示
排气门的提前开启角
和延迟关闭角
从图中我们可以看出
实际上柴油机的吸气过程
持续角度应该是多少呢
应该是α1加上180度再加上α2
那么排气过程的持续角度
又是多少呢
是不是β1加上180度再加上β2呢
我们还可以看到
在进气冲程上止点附近
进气门已经开启
排气门尚未关闭
进气门早开和排气门迟闭
形成了进排气门
同时开启的一个时间段
我们称之为气门重叠期
相应的角度
则称为气门重叠角
而气门重叠角是多少呢
应该是α1加上β1
好 本节课内容到此结束
谢谢大家
-1.1概述
--1.1.1小节测试
--1.1.2小节测试
--1.1.3小节测试
--1.1.4小节测试
-1.2柴油机工作原理
--1.2.1小节测试
--1.2.2小节测试
--1.2.3小节测试
--1.2.4小节测试
--曲柄连杆机构主要由哪些总成部件组成?
-第一章简答测试题
- 2.1柴油机主体机件
--2.1.1 小节测试
- 2.2曲柄连杆机构
--2.2.1小节测试
--2.2.2小节测试
-第二章简答测试题
-3.1配气机构
--3.1.1小节测试
--3.1.2小节测试
-3.2柴油机换气过程
--3.2.1小节测试
-3.3进排气系统
--3.3.1小节测试
-第三章简答测试题
-4.1柴油机混合器的形成与燃烧
--4.1.1小节测试
--4.1.2小节测试
--4.1.3小节测试
--4.1.4小节测试
-4.2机械柱塞式燃油供给系统
--4.2.1小节测试
--4.2.2小节测试
--4.2.3小节测试
-4.3PT燃油供给系统
-5.1润滑油性能指标、分类及选用
--5.1.1小节测试
-5.2润滑方式及润滑油路
--5.2.1小节测试
--5.2.2小节测试
--5.2.3小节测试
-5.3润滑系统主要组成
--5.3.1小节测试
-5.4润滑系统保养
--5.4.1小节测试
-6.1冷却系统的功用和冷却方式
--6.1.1小节测试
-6.2柴油机的风冷系统
--6.2.1小节测试
-6.3柴油机的水冷系统
--6.3.1小节测试
-7.1柴油机的增压系统
--7.1.2小节测试
-7.2增压系统的增压方式
--7.2.2小节测试
-7.3涡轮增压工作原理
--7.3.2小节测试
-7.4增压柴油机的特点
--7.4.2小节测试
-7.5增压系统的使用
--7.5.2小节测试
-8.1启动装置
-8.2典型柴油机启动电路分析
-9.1柴油机的使用
--9.1.1小节测试
--9.1.2小节测试
--9.1.3小节测试
-9.2柴油机的维护保养
--9.2.1小节测试
--9.2.2小节测试
--9.2.3小节测试
--9.2.4小节测试
-9.3柴油机的检查与调整
--9.3.1小节测试
--9.3.2小节测试
--9.3.3小节测试
--9.3.4小节测试
--9.3.5小节测试
--9.3.6小节测试
--9.3.7小节测试
-9.4柴油机的故障分析与排除
--9.4.1小节测试
--9.4.2小节测试
--9.4.3小节测试
-期末考试