发布时间 : 星期六 文章内燃机原理（精品讲义）更新完毕开始阅读
图4-12 汽、柴油机的进气速度特性曲线
（a）汽油机；（b）柴油机
汽油机由于存在节气门和喉管（用化油器时），进气阻力大，随转速增加，充量系数下降，节气门开度越小，充量系数随转速下降的速度越快；柴油机无节气门和喉管，进气阻力小，充量系数变化较小。
二. 各因素对进气速度特性线变化趋势的影响 1. 稳流条件下?c?n曲线的变化
规律
图4-13 汽油机稳流条件下??n进气速度
c图4-14 图4-14不同进气晚关角对发动机标定转速和动力性能
特性线的变化过程
1) 燃料汽化的影响 基本不随转速而变化，使充量系数曲线降为曲线A
2) 进气温升的影响 低速时，因加热时间长，而使?Ta?偏高；高速时则低一些。B曲线
3) 流动总阻力的影响 随转速平方而增加，使曲线从B变为C。 4) 进气晚关角的影响 只有在一个转速处具有最佳值，曲线D。 2. 进气晚关角与发动机的高、低速性能
在图4-13中，各转速下均具有最佳进气晚关角的C曲线，实际是具有单一进气晚关角的各条D曲线的外包络线，图4-14中，D2比D1线的晚关角大，其低速进气性能
25
降低而高速进气性能改善。
§4.5 进、排气系统的动态效应
一. 管道中压力波传播的基础知识 1. 音速与压力波速
静止介质中，压力波传播的速度就是该介质状态下的音速：
a?dp/d??E/?
压力波速为：c?v?a 式中，v为流体运动速度 2. 压力单波及其基本关系式
压力单波：管中某一点（包括边界点）向左、右两方以波速c传播的“扰动”叫做压力单波。向右传播的波叫右行波，反之叫左行波。
右行单波：dpR?a?dvR 左行单波：dpL??a?dvL
3. 密波（压缩波）与疏波（膨胀波）
压力波传到之处，其效果是使该处压力上升叫密波，反之叫疏波。 4. 边界条件与反射波
封闭端：dv?dvR?dvL?0，即 dvL??dvR ?dpL?dpR，这说明封闭端出现了全反射。
开口端：dp?dpR?dpL?0，即 dpL??dpR ?dvL?dvR，这说明开口端出现了全负反射。
二. 单缸机进气管中的动态效应及利用
进气的动态效应，是指进气管中压力波传播对气门端进气压力的影响，合理利用其影响，可增大循环充量。
进气管内的动态效应分本循环压力波的动态效应和上循环压力波的动态效应。 1. 本循环压力波的动态效应
本循环产生的进气压力波来回传播对循环充量的影响，叫做本循环压力波的动态效应。
进气门开启初期，由于活塞向下运动以及气流的惯性，气缸内产生很大的负压，进气管内也产生很大的负压，新鲜充量从进气管外端流入，同时从气缸内传出膨胀波，通过气门通道沿进气管向开口端传播，速度为：a?vs?a，当膨胀波达到开口端后，又从开口端向气缸方向反射回压缩波，气门口由发出压力波到接收反射波所需时间
?t?2L/a。设气门开启时间为?ts，则有两种情况：
1 ?t??t，第一次反回的压缩波达到气门端时，进气门已关闭，对进气无影响； ○s2 ?t??t，第一次反回的压缩波在进气后期到达，可加大进气后期ps值而使?值加○sc大。
26
2. 上循环压力波的动态效应
上循环的压力波动如果到本循环进气时仍未消失，将会对本循环进气产生直接的影响，此即上循环压力波的动态效应。若本循环进气时，正巧上循环残余正压波达到，对进气将产生有利影响，反之，则产生不利影响。
4-18 上循环压力波的动态效应示意图 图4-16 单缸机本循环进气动态效应的压力波示意图 图 进气门口的压力波动频率为f1?a/?4L?，进气门开启频率为f2?n/120，
q?f1/f2?30a/?nL?，
从图 知，当q=1.5，2.5，?时，正巧是残余压缩波达到，故对?c的提高有利。 三、单缸机排气管中的动态效应 四、多缸机各缸进气不均匀问题
进气充量不均匀将产生如下问题： 1 功率下降和经济性恶化； ○
2 降低个别气缸的寿命； ○
3 低速低负荷运转不稳定。 ○
多缸机由于进、排气总管和歧管相连，可能出现“进气干涉”和“排气干涉”现象。
§4.5 发动机的增压
利用各种方法提高发动机的进气压力，增大循环充量，以达到加大输出功率的目的，这就是发动机增压。 一、 增压度与增压比
27
1. 增压度：发动机增压前后，标定工况的输出功率增值与原功率的比值，即
??Pek?PeoPekp??1?mek?1
PeoPeopmeo式中，Peo、Pek——增压前后标定工况的功率
pmek、pmeo——增压前后标定工况的平均有效压力
2. 增压比：标定工况时，增压器压气机压缩空气后的压力pb与压缩前的压力po之比，即
?k?pb/po
二、 增压方法与原理 1. 废气涡论增压
特点：直接利用废气能量，不仅不消耗额外功率，且对活塞做泵气正功；增压器与发动机是柔性连接，便于安装布置。 2. 机械增压 3. 组合增压系统 4. 气波增压系统
三、 废气涡轮增压机的能量平衡与利用
图中面积acz'zba表示动力过程功，面积543a5表示泵气正功。pb、pk、p0分别是压气机出口平均压力，涡轮机入口平均压力和大气压力。 1) 发动机排气中的可利用能量
1 排气过程中，若废气能一直膨胀到大气压力f点，其所作之功就是废气最大可利用○
能，以面积bflb表示。若想由f点再绝热作功，由于已低于大气压p0，排气已不可能。 2 排气过程中，活塞推排废气所作之功由面积54215表不。 ○
3 扫气部分具有的能量也转入排气中，以面积3g'i23表示。 ○
此处，不要把排气中可利用的总能量和废气的最大可用能混为一谈。
2) 燃烧废气可用能中，相当于面积be5b减面积ee'f'fe的部分是损耗了；而面积3g'g43
则是扫气部分的能量损失。
3) 根据能量平衡原理，涡轮机输出功(面积epgif'e')应与压气机压缩功(面积ag'iOa)
相等。二者共同面积部分的功量dgiOd抵消后，燃烧废气回收的能量e'dOf'e'正好用于支付增压机的泵气正功和扫气的能量损失。 四、 废气涡轮增压系统的两种基本类型 1. 定压涡轮增压系统
所有各缸的排气岐管都通向一个体积较大的排气总管，基本能保证涡轮机入口压力恒定。
2. 脉冲涡轮增压系统
28