汽油机：空气滤清器 ? 化油器 ? 进气管 ? 进气道 ? 进气门 柴油机：空气滤清器 ? 进气管 ? 进气道 ? 进气门
一 减小流动阻力 （一） 进气门 1 进气门直径d进
进气门流通面积?0.20～0.25
活塞顶面积 d进? ? pa? ? ?v? （影响大） d排? ? pr? ? ?v? （影响小） 一般：d进 > d排
一般:
2 四气门
流通面积f1? 40%左右。但结构复杂，造价较高。 f1?? ? ?v?? ? Ne?? （可达30%）， ge?? 3 气门升程h
h?，时面值? ? ?v? 4 阀顶过渡圆角R
R?? ? f1? ? ?v?
R?? ? 流动阻力? ? ?v?
R应适中。 （二） 进气管
1 表面光洁度和流通面积
表面光洁度?，流通面积? ? 沿程阻力? ? ?v? 2 转弯和节流阻力
转弯半径R?，截面突变? ? ?v? 3 截面形状
考虑汽油机的雾化，蒸发，则
管壁面积? ? 沉积? ? 蒸发? ? 混合气分配不均匀 截面形状 圆形 矩形 D形 流动阻力 小 大 中 底部蒸发 小 中 大
柴油机不存在底部蒸发问题，故多采用流动阻力小的圆形进气管。 （三） 进气道
转弯半径R?，表面光洁度?，各管口与垫片孔口对中 ? 流动阻力? ? ?v? 设计时还要考虑组织进气涡流。 （四） 空气滤清器
通道面积?，除尘效果? ? 流动阻力? ? ?v? 经常清洗，更换纸芯。
35
（五） 化油器
喉口截面积? ? 流动阻力? ? ?v?，但雾化效果? 。
解决这对矛盾，采用双喉口。小喉口：雾化；大喉口：进气。
二 合理选择配气定时
（一） 配气定时的综合评定
1 良好的充气效率以保证发动机的动力性能。 2 合适的充气效率以适应发动机的扭矩特性。 3 较小的换气损失以适应发动机的经济性能。
4 必要的燃烧室扫气以保证高温零件的热负荷得以适当降低，达到可靠运行。 5 合适的排气温度。
调整：1，2－进气迟闭角；3－排气提前角；4，5－气门叠开角
（二） 进气迟闭角?i
2 n?? ? 气流惯性 ? ? 缸内气体易倒流进气管 ? ?v? n?? ? 一部分气体来不及进入汽缸 ? ?v? 3 ?i? ? 对应?v,max的n?
1 转速n一定时，总有一个进气迟闭角?i使得充气效率?v为最大。
所以，高速发动机转速大，要获得好的充气效率和动力性，进气迟闭角应大 一些。
4 n? ? ?i,最佳?
（三） 排气提前角?o
V1? ?o? ? ?? ? ?v? ， ??? 其中?－后期膨胀比。
V4? 考虑经济性，在排气损失最小的前提下，尽量减小排气提前角。
（四） 气门叠开角?i,o
36
?i,o?? ? 缸内气体易倒流进气管；?i,o?? ? pr?，Ta?? ?v? 增压发动机气门叠开角应大一些。
§2-5 进气管内的动态效应 一 现 象
195柴油机：进气管长度L = 300 mm L = 1140 mm
气体在进排气管中有压力波动现象，有效组织、利用压力波动，可以提高充 气效率。
进气门开闭时：pi? ? pa? ? ?v? 排气门开闭时：po ? ? pr? ? ?v? 动态效应与进排气管的长度和直径有关。
二 波的动态机理
''
闭口端：进：压缩波 ? 反射: 压缩波 －同型波 进：膨胀波 ? 反射: 膨胀波 －同型波 开口端：进：压缩波 ? 反射: 膨胀波 －异型波 进：膨胀波 ? 反射: 压缩波 －异型波
三 进气动态效应
（一） 惯性效应
阶段：进气门开 ? 进气门闭 ? 膨胀波
? 压缩波 （进气门闭）
37
（二） 波动效应
阶段：进气门闭 ? 下一循环进气门开 ? 压缩波
? 膨胀波 ? 膨胀波
? 压缩波 （进气门开） 压力波动是周期性的。
a 压力波固有频率：f1? [ 1/s ] 其中a－进气管内声速。
4Lnn? 发动机吸气频率：f2? [ 1/s ]
60?2120f130a 令：q? ?f2nL 当q = 1，2，3? 时，进气门开，则pa? ? ?v?。
111 当q = 1,2,3? 时，进气门开，则pa? ? ?v?。
222
四 结 论
1 惯性效应 （本循环），振幅大，衰减小。 波动效应 （两循环），振幅小，衰减大。
2 高速发动机，进气管短；低速发动机，进气管长。 3 进气管直径?? ? 流动阻力? ? 压力波强度? 进气管直径?? ? 压力波振幅? ? 压力波强度? 4 多缸机上，进气管应分支，且等长。
5 避免急转弯，则压力波振幅不会衰减太大。
6 排气管需要膨胀波，则pr? ? 扫气作用? ? ?v?
§2-6 单位时间充气量与循环充气量 单位时间充气量 G [ kg/h ]， 循环充气量 ?G [ kg ]，则
38
n G??G??i?60 [ kg/h ]
2 n? ? G?，但n? ? pa? ? ?G?
G? ? 单位时间供油量g? ? 与功率Ne有关。 ?G? ? 循环供油量?g? ? 与扭矩Me有关。 图中虚线为不考虑进气损失的G和?G曲线；
实际的G和?G曲线如图中实线所示。
第三章 柴油机混合气形成和燃烧
§3-1 柴油机混合气形成 一 两种基本形式 （一） 空间雾化
将燃料喷在燃烧室空间使之成为雾状，再利用空气运动达到充分混合。 特点:
1 对燃料喷雾要求高 （采用多孔喷嘴） ? 燃烧易于完全，经济性好。 2 对空气运动要求不高 ? 后期燃料易被早期燃烧产物包围，高温裂解
39