二冲程发动机的换气过程
第四章 换气过程
从排气过程、扫气过程到进气的整个气体更换过程叫做换气过程。
四冲程柴油机采用气阀换气，气阀的开度由气阀凸轮决定。
二冲程机气口换气，气口开度由活塞决定。
时面值表示了气阀与气口的流通能力。
换气过程的好坏以废气是否排除干净、新鲜空气冲入多少、新鲜空气量的消耗量为标志。
四冲程机的换气：从排气阀开到进气阀关的整个换气过程自由排气阶段：排气阀开启到缸内气压等于排气背压强制排气阶段：自由排气结束到排气阀关闭（过后排气）进气阶段：排气阀关闭到进气阀关闭（可以实现燃烧室扫气，一般只有四冲程机可以）二冲程机的换气：从排气口（阀）开到排气口（阀）关的过程自由排气阶段：从排气口开到扫气压力等于缸内压力强制排气和扫气阶段：进气开始到扫气口关闭的过程过后排气阶段：从扫气口关闭到排气口关闭二冲程机换气好坏取决于：扫排气重叠角、气阀开启延续时间、气阀的流通时间气阀采用耐热合金钢制造，采用氮化和镀鉻的方法增强其耐磨性不带阀壳的气阀，直接装在气缸盖上，不用冷却水，拆起来麻烦，一般用于中小型机带阀壳的气阀，多用于排气阀，其拆装简单、方便，有润滑油道、冷却水腔，用于大型机带壳式气阀机构：分阀盘和阀杆两部分，为提高充气效率，进气阀直径比排气阀直径大，导管由铸铁或者青铜制造，承受气阀侧推力并承担启发散热，气阀导承采用稀释的煤油或柴油润滑；气阀弹簧成对安装可以提高弹簧疲劳强度、提高弹簧振动频率防止产生共振，若一根断了还可以暂时使用，避免启发落入气缸并防止互相插入。
阀盘有平底、凸底、凹底三种，阀盘上的圆锥形面起密封作用全接式：用于小型高速机和部分老式机外接式：阀面锥角比阀座锥角小，易发生拱腰变形，用于强载中、高速增压机机内接式：阀面锥角比阀座锥角大，易发生周边翘曲变形，多用于大型二冲程机（长行程和超长行程）常见的锥阀角为30和45，锥角越大，对中性和密封性越好。
旋阀器：使气阀在启闭时缓慢转动，有效的延长排气阀的使用寿命。
可以减少积碳、均匀磨损、贴合严密；均匀散热、受热，防止局部过热；防止卡住。
发动机的换气过程
发动机的换气过程嘿，朋友们！今天咱来聊聊发动机的换气过程，这可真是个神奇又有趣的事儿呢！你想啊，发动机就好比是汽车的“心脏”，而换气过程就像是让这颗“心脏”能顺畅呼吸的关键步骤。
就像咱人呼吸一样，得把旧的气吐出去，再吸进新鲜的气，发动机也得这样来来回回地“喘气”。
那这换气过程具体是咋回事呢？简单来说，就是进气门打开，让新鲜空气像一阵小旋风似的呼呼往里跑，然后和燃料混合在一起，就像给发动机来了一顿美味的大餐。
接着呢，燃烧产生废气，这时候排气门就该上场啦，它一打开，那些废气就迫不及待地往外冲，好像在说：“哎呀，可算能出去啦！”你说这像不像一场接力赛？进气门和排气门就是接力棒，它们配合得好，发动机才能跑得欢。
要是它们哪个“掉链子”了，那可就麻烦喽！咱再想想，要是进气的时候进得不畅快，就好比人吸气吸不顺畅，那多难受呀！发动机也会没劲儿。
而要是排气不及时，就像人憋着气出不来，能好受吗？发动机也会“憋出病”来。
这换气过程啊，还得讲究个时机和节奏。
进气门和排气门啥时候开，啥时候关，都得恰到好处。
就跟跳舞似的，舞步得踩对了点儿，这舞跳起来才好看。
发动机的“舞蹈”也是一样，节奏对了，才能动力十足。
你说这发动机的工程师们得多厉害呀，能把这换气过程研究得这么透彻，让发动机能乖乖听话，为我们的汽车提供强大的动力。
咱平时开车的时候，可能感觉不到这换气过程在悄悄进行，但它可一直在努力工作呢！就像一个默默付出的小英雄。
所以啊，我们可得好好爱护咱的车，让发动机的换气过程一直顺顺利利的。
按时保养，给它用好的机油，就像给人吃有营养的食物一样。
这样，它才能一直健健康康的，带着我们到处跑。
总之呢，发动机的换气过程虽然看不见摸不着，但它真的超级重要！可别小瞧了它哟！。
第三章_二冲程发动机的换气过程
2.转阀进气方i1+ θi2 θi1≠ θi2 (2)阀缺角θic一定，进气口尺寸一定后, θi的值便是定值,可用 阀盘键槽的旋转，改变与曲轴的相对位置，可使整个角度提前 或迟后。当装上以后其相对于上、下止点的位置便是固定值， 不随任何工况而变，这是与簧片进气的主要差别。 (3)转阀打开气口以后，气口全开，进气阻力很小，故该型式 用在高升功率的发动机上。 (4)结构复杂，工艺要求高，特别是阀盘，通常用厚度仅 0.5mm的不锈钢片制作，要求平整、光滑、均匀。阀盘的轴向 间隙仅0.5mm左右，达不到要求就会出现密封不严、磨损，甚 致卡死。
上述是整个排气过程的说明。由 于在绝大多数摩托用二行程发动机中， 排气和扫气都是窗孔式并由活塞顶面 控制，故排气相角相对下止点对称。 排气窗口的高度是决定排气过程的最 重要参数。一方面，排气窗口高度要 足够，以使扫气口打开时气缸压力要 降到与曲轴箱压力pk相近，以避免废 气从扫气口大量倒流入曲轴箱。转速 高的发动机应选用窗口高的排气口， 以保证足够的自由排气时面值，使排 气充分。另一方面，排气窗口高度直 接造成有效行程损失，过后排气时间 过长，经济和排放指标变差，低速更 为明显(见图3—1 9)。具体选择排气口 高度值时，主要根据摩托车发动机的 设计目标而定。
εk=(Vk+Vs)/Vk 现代摩托车发动机的曲轴箱压缩比εk=1.25-1.4之间。
当活塞从上止点向下行走，到图3-1 a)所示的位置时，排气 口打开，由于这时缸内压力高达0.3~0.4MPa，废气以声速从 排气口排出，排气过程开始，从排气口打开到扫气口打口这段 排气叫先期排气。 活塞继续下行打开扫气口，当曲轴箱压力pk>p(气缸压力)时， 新气从曲轴箱通过扫气口进入气缸，同时驱赶废气继续排出。 由于这时利用新气清扫废气，故该过程称为扫气过程，如图 3—1b所示，此过程一直进行到下止点后扫气口关闭为止。当 活塞继续上行关闭排气口止，整个换气过程结束。下面分别就 此三个过程进行分析。
发动机原理2发动机的换气过程end
第四页，编辑于星期日：十九点 三十九分。
第二章 发动机的换气过程 通过排气门口废气的流速等于该状态下的音速（m/s）湍流飞机
c KRT ＝340.29 m / s
式中 K——绝热指数； T——气体的绝对温度； R——气体常数〔N•m/（kg·K）〕。
在超临界排气时期，废气流量与排气管内压力pr无关，只与
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第二章 发动机的换气过程
准备进气。进气提前角：一般为0º~30º曲轴转角 正常进气 ：活塞下行残余废气膨胀，新鲜气体充入气缸。 惯性进气。进气迟闭角：一般为40º～70º曲轴转角。
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第二章 发动机的换气过程
4. 气门叠开 ：进、排气门同时开启
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第二章 发动机的换气过程
多气门结构 ：缸径大于80mm时，采用二进二排结构； 缸径小于80mm时，采用三进二排结构。捷达
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第二章 发动机的换气过程
四气门机与二气门机 相比，功率可提高70%， 扭矩可提高30%，且响应 性比增压机好，故是汽车 发动机高功率化的有力措 施。
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第二章 发动机的换气过程
第二节 四行程发动机的充气效率 一、充气效率 充气效率是实际进入气缸的新鲜工质的质量与进气状态下充
满气缸工作容积的新鲜工质的质量的比值。气缸垫 功率
v
m1 ms
v1 vs
实际进气量 理论进气量
式中 m1 、V1—实际进入气缸的新鲜工质的质量、体积（进气状态）； ms 、Vs— 进气状态下充满工作容积的新鲜工质的质量、气缸工作容积
简述四冲程柴油机和二冲程柴油机的工作原理
简述四冲程柴油机和二冲程柴油机的工作
原理
一、原理
不论是二种程发动机还是四冲程发动机，都要经过进（扫）气、压缩、燃烧膨胀、排气四个工作过程，才能完成一个工作循环。
所不同的是：
1、在四冲程发动机中，曲轴每旋转两圈（720度），活塞往复移动两次，发动机完成一个工作循环，即每个冲程完成一个工作循环。
而在二冲程发动机中，曲轴每旋转一圈（360度），活塞往复移动一次，发动机完成一个工作循环，即每二个冲程完成一个工作循环。
2、二冲程发动机与四冲程发动机每完成一个工作循环，其进、排气门或进、排、扫气口都只开启和关闭一次，但其开启和关闭的时间周期不同
二、不同
1、二冲程发动机曲轴每旋转一圈，就有一个作功冲程。
因此，在转速、进气条件等因素相同的条件下，理论上讲，二冲程发动机所能产生的功率应等于相同工作容积四冲程发动机所产生的功率的两倍。
但因二冲程发动机的废气排出不完全，同时，由于扫气口先于排气口关闭而产
生额外排气，所以实际上，二冲程发动机并不能等于四冲程发动机的二倍，而是1.5-1.7倍。
2、由于二冲程发动机的换气，有一部分可燃混合气随废气一同排出，因而燃油和润滑油消耗量都大。
3、由于二冲程发动机的换气时间短促，换气不完善，因而缸内残余废气较多，低速失火率高，燃烧情况差，加上换气过程中部分可燃混合气未参与燃烧就随废气排出去了，因此，排放污染严重，污染物中的HC值远高于四冲程发动机。
4、由于二冲程发动机作功冲程频率大，故工作较平稳。
5、由于二冲程发动机作功冲程频繁，每转需燃烧一次，因此发动机各零部件受热程度比四冲程发动机高得多，特别是活塞更为严重。
内燃机的换气过程【范本模板】
内燃机的换气过程内燃机的换气过程是内燃机排出本循环的已燃气体和为下一循环吸入新鲜充量(空气或可燃混合气)的进排气过程,它是工作循环得以周而复始不断进行的保证.对四冲程内燃机而言，换气过程是指从排气门开启到进气门关闭的整个过程。
对大部分二冲程内燃机而言,换气过程即为从排气口打开到关闭的整个过程.在内燃机换气过程中，有时为了控制内燃机的NO x有害排放，还需要进行排气再循环(可分为外部ECR和内部EGR）。
内燃机采用增压技术可以提高进气密度，从而提高发动机的功率，并改善经济性和排放[1］。
内燃机的性能很大程度上依赖其换气过程，为提高动力性和经济性指标,需要研究减少进排气流动阻力损失和提高充量系数的措施及方法,以及如何为燃烧提供一个合适的缸内气体流场，并保证多缸机的各缸均匀性等.第一节四冲程内燃机的换气过程图4-1所示是四冲程内燃机换气过程的示意图，其中图4—1a为内燃机的配气相位与换气过程p-V示功图。
排气门在下止点前1点开启,由于缸内压力高，燃气快速流出，缸内压力随即迅速下降。
在进排气上止点前，进气门在3点打开，此时，排气门尚未关闭，出现一段时间的气门叠开期,排气门在上止点后2点关闭。
进气门打开初期，由于进气道与缸内压差小，进气流量小，随着活塞运动的加快，造成了缸内较大的真空度，使得中后期的进气速度提高,最后进气门在下止点后4点关闭。
进排气门迟闭角的设计,同它们提前开启一样,是为了增加进排气过程的时面值或角面值，利用气体流动的惯性，增加进气充量或废气的排出量。
四冲程内燃机的换气过程可分为排气、气门叠开、进气三个阶段，图4-1b表示了进排气门的升程和气缸压力随曲轴转角的变化情况。
图4-1 四冲程内燃机换气过程的示意图a)配气相位与低压p—V示功图b）气门升程与p- 示功图IVO一进气门开启角IVC一进气门关闭角EVO一排气门开启角EVC一排气门关闭年V c一余隙容积V s一气缸工作容积一、排气过程由于受配气机构及其运动规律的限制，排气门不可能瞬时完全打开,气门开启有一个过程，其流通截面只能逐渐增加到最大；在排气门开启的最初一段时间内,排气流通截面积很小，废气排出的流量小。
柴油机.换气过程
进气阶段
① ②
从进气阀开启到进气阀关闭的阶段（活塞的抽吸+进 气气流的惯性） 进气提前开启角(10°~40°)和进气延后关闭角的目 的是为了尽力吸入新鲜空气。
进气提前开启角过大会造成废气倒灌 进气提前开启角过小则影响进气； 进气延后关闭角过小会影响空气流动惯性而减小进气量， 进气延后关闭角过大则使新鲜空气倒流出气缸并使有效压 缩比减小。
③
实际进气时刻：是气缸内压力低于进气管压力时才 真正进入气缸。非增压柴油机的实际进气时刻在上 止点后。
气阀叠开和 燃烧室扫气
① 气阀重叠角的定义：在上止点前后，从进气阀开启到 排气阀关闭这段时间进气阀和排气阀同时开启所对应 的曲轴转角称为气阀重叠角。一般非增压机为 20°~50°CA，增压机为80°~140°CA 燃烧室扫气：在气阀叠开期间新鲜空气对燃烧室的清 扫称为燃烧室扫气（一般只有增压四冲程柴油机才能 实现燃烧室扫气 ）
强制排气阶段
①
从自由排气结束到排气阀关闭这一阶段
②
③ 排气过程是由活塞的推挤造成的，故称为强制排气 阶段。 当活塞到达上止点后向下运行的初期，由于排气行 程中形成的高速排气流的惯性作用下，废气继续排 出气缸，故称为惯性排气。 因此排气阀在上止点后滞后关闭，一般排气迟闭角 为10~70°(CA)。实现了过后排气，延长了排气时间， 增大了气阀的时面值，可使废气排得干净，排气功 减小，排气流的惯性得到充分利用。但过大的排气 迟闭角会导致废气倒流，最理想的关闭角是当废气 从气缸流出的流动刚好停止时。
扫气系数S =1.4~2.0。视换气形式和增压程 度的不同而不同。 说明扫气空气消耗的相对量
小结
换气质量愈高，扫气效率s愈高，残余废气系数 r 愈小，扫气过量空气系数k 愈小，扫气系数 S 愈小。换气质量越完善。 四冲程柴油机用充气(量)系数v和残余废气系数 r 衡量换气过程进行的完善程度 二冲程柴油机用充气(量)系数v、扫气效率s和 残余废气系数r衡量换气过程进行的完善程度。 扫气过量空气系数k主要是评定扫气过程所消耗 的新鲜空气量的多少。
汽车维修工初级(汽车发动机构造与维修)模拟试卷4(题后含答案及解析)
汽车维修工初级（汽车发动机构造与维修）模拟试卷4(题后含答案及解析)题型有：1. 名词解释题 2. 判断题请判断下列各题正误。
3. 简答题 4. 填空题5. 单项选择题1．前悬：正确答案：汽车最前端至前轴中心线间的距离。
涉及知识点：汽车发动机构造与维修2．整体式曲轴：正确答案：各个曲拐锻造(或铸造)成一个整体的曲轴称为整体式曲轴。
涉及知识点：汽车发动机构造与维修3．气门叠开：正确答案：同一段时间、同一缸内，进、排气门同时开启的现象，通常称为气门叠开。
涉及知识点：汽车发动机构造与维修4．过量空气系数：正确答案：指在燃烧过程中，实际供给的空气质量与理论上燃油完全燃烧所需要的空气质量之比。
即α=实际供给的空气质量(kg)／理论上燃油完全燃烧所需要的空气质量(kg)。
涉及知识点：汽车发动机构造与维修5．齿轮式机油泵的齿端间隙：正确答案：齿轮端面与泵盖之间的间隙。
涉及知识点：汽车发动机构造与维修6．二冲程发动机的换气过程包括进气和排气过程。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：汽车发动机构造与维修7．汽车大修时将车辆上所有磨损的零件进行更换。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：汽车发动机构造与维修8．平衡重在修理时不要轻易拆卸，如必须拆卸，应注意按原装配位置装配。
( )A．正确B．错误正确答案：A 涉及知识点：汽车发动机构造与维修9．链轮与链条的传动适用于侧置凸轮轴式配气机构。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：汽车发动机构造与维修10．过量空气系数α=1时，无论从理论上还是实际上来说，混合气燃烧都最完全。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：汽车发动机构造与维修11．废气再循环阀是用来控制进入气缸的混合气量。
( )A．正确B．错误正确答案：B 涉及知识点：汽车发动机构造与维修12．多缸柴油机各缸的供油量不一致，将使各缸工作压力不同，从而使发动机功率降低且运转不稳。
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一、换气过程特点 二、扫气系统的基本类型 三、换气质量的评价指标
一、换气过程
1. 换气阶段的结构 2. 气缸的换气过程：活塞下行 气缸的换气过程： 排气口打开，到活塞上行 排气口打开， 排气口关闭的全过程， 排气口关闭的全过程，占 130~150°CA 。 °
自由排气阶段:音速、亚音速 自由排气阶段:音速、 额外排气阶段
3. 给气效率： 给气效率：
换 后 在 缸 新 质 m0 气 留 气 的 气 量 η0 = 扫 中 用 气 质 mt 气 所 新 总 量
思考题
二冲程发动机换气质量为什么要用三个指标来评价？ 二冲程发动机换气质量为什么要用三个指标来评价？
扫气和强制排气阶段
3.曲轴的换气过程 3.曲轴的换气过程
4. 二冲程发动机的 配气相位关系图
P
1 z
c
5. 二冲程发动 机的示功图
p0
Vc
rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
b f a h
Vs
d V
p0 3 2
曲轴箱扫气二冲程发动机示功图
6. 二冲程和四冲程发动机换气过程的比较
换气持续时间短，进排气同时进行：换气质量差， 换气持续时间短，进排气同时进行：换气质量差，残 余废气多，有新鲜充量流失。 余废气多，有新鲜充量流失。 活塞不具备抽吸、排气作用：扫气泵（消耗功 活塞不具备抽吸、排气作用：扫气泵（消耗功) 活塞有效行程缩短 结论：二冲程发动机其动力只增加50%~70%，油 结论：二冲程发动机其动力只增加 ， 耗反而高出20%~30%。 。 耗反而高出 二冲程汽油机污染严重。 二冲程汽油机污染严重。
二、扫气系统的基本类型
a 横流扫气 b 回流扫气 c 直流扫气
a 横流扫气的特点： 横流扫气的特点： 扫气口、 扫气口、排气口布置在气缸圆周两对面 扫气口与活塞顶的倾斜角有利用扫气 扫气短路 扫气死区 对称布置造成的额外排气 气缸套、活塞受热和磨损不均匀（压力） 气缸套、活塞受热和磨损不均匀（压力）
三、换气质量的评价指标
1. 扫气效率： 扫气效率：
换 后 在 缸 鲜 量 质 m0 气 留 气 新 充 的 量 ηs = 换 后 缸 气 总 量 g 气 气 内 体 质 m
2.过量扫气系数： 过量扫气系数： 过量扫气系数
扫 中 用 气 质 mt 气 所 新 总 量 ϕ0 = 充 气 工 容 的 气 量 s 满 缸 作 积 新 质 m
b 回流扫气的特点： 回流扫气的特点： 扫气口、 扫气口、排气口布置在气缸圆周的一侧 扫气口的倾斜使气流在纵向和横向转弯 对称布置造成的额外排气 小型发动机上得到广泛应用
c 直流扫气的特点： 直流扫气的特点： 扫气口布置在气缸圆周， 扫气口布置在气缸圆周，排气采用气门结构 扫气口的高度可缩短，增加有效行程 扫气口的高度可缩短， 过后进气 扫气口的倾斜使气流在气缸内 形成气垫， 形成气垫，改善换气效果