第6章换气过程与循环充量课件

第第6章章 换气过程换气过程与循环充量与循环充量2024/7/141摩托车发动机原理换气过程排气过程进气过程 换气过程的任务 排除废气充入尽可能多的新鲜工质 研究的内容换气过程的进行情况 分析影响充气量的各种因素 提高充气量 减少换气损失方向与措施。找出换气过程是持续运转的必要条件换气过程是持续运转的必要条件单位时间进入整机的充气量是决定发动机输出功率单位时间进入整机的充气量是决定发动机输出功率的的“量量”的因素的因素 2024/7/142摩托车发动机原理 6.16.1 四行程发动机的换气过程四行程发动机的换气过程一、换气过程一、换气过程 四四行行程程发发动动机机的的换换气气过过程程包包括括从从排排气气门门开开启启到到进进气气门门关关闭的整个时期，约占闭的整个时期，约占410410 480480 曲轴转角。曲轴转角。换气过程的目的：换气过程的目的：最大限度地吸入新鲜充量最大限度地吸入新鲜充量 c c是核心问题是核心问题 最小的换气损失最小的换气损失 各缸进气均匀性各缸进气均匀性 在缸内形成合理的流场在缸内形成合理的流场,以控制混合气形成和燃烧以控制混合气形成和燃烧2024/7/143摩托车发动机原理换气过程换气过程1.1.排气阶段排气阶段 1 1）自由排气阶段）自由排气阶段2 2）强制排气阶段）强制排气阶段 3 3）惯性排气阶段）惯性排气阶段 2.2.进气阶段进气阶段 1 1）准备进气阶段）准备进气阶段 2 2）正常进气阶段）正常进气阶段 3 3）惯性进气阶段）惯性进气阶段 3.3.气门叠开气门叠开2024/7/144摩托车发动机原理 1.1.排气阶段排气阶段 1 1）自由排气阶段自由排气阶段 排排气气门门开开启启到到气气缸缸压压力力接接近近了了排排气气管管压压力力的的这这一一时时期期，称称为自由排气阶段。为自由排气阶段。排排气气提提前前角角：从从排排气气门门开开启启到到活活塞塞行行至至下下止止点点所所对对应应的的曲曲轴转角称为，一般为轴转角称为，一般为3030 8080 曲轴转角。曲轴转角。2024/7/145摩托车发动机原理自由排气阶段自由排气阶段超临界状态超临界状态亚临界状态亚临界状态 （1）超临界状态）超临界状态 排气门开启时，气缸内废气压力较高（排气门开启时，气缸内废气压力较高（0.20.5Mpa），），缸内压力与排气管压力之比缸内压力与排气管压力之比1.9，排气流动处于超临界，排气流动处于超临界状态，可利用废气自身的压力自行排出。状态，可利用废气自身的压力自行排出。2024/7/146摩托车发动机原理通通过过排排气气门门口口废废气气的的流流速速等等于于该该状状态态下下的的音音速速（m/s）式中式中 K绝热指数；绝热指数；T气体的绝对温度；气体的绝对温度；R气体常数气体常数Nm/（kgK）。在在超超临临界界排排气气时时期期，废废气气流流量量与与排排气气管管内内压压力力p pr r无无关关，只只与与气气缸缸内内的的气气体体状状态态及及气气门门开开启启截截面面积积有有关关。并并且且因因排排气气流流速速甚甚高高，在在排排气气过过程程中中伴伴有有刺刺耳耳的的噪噪声声，所以排气系统必须装有消声器。所以排气系统必须装有消声器。2024/7/147摩托车发动机原理 排排出出的的废废气气量量决决定定于于气气缸缸内内及及排排气气管管内内的的压压力力差差。压压力力差差越越大大排排出出废废气气越越多多。当当到到某某一一时时刻刻气气缸缸内内与与排排气气管管内内压压力力相相等等，自自由由排排气气阶阶段段结结束束（一一般般下下止止点点后后1030曲曲轴轴转转角角）。此此阶阶段段虽虽然然历历程程很很短短，但但因因排排气气流流速速甚甚高高，排排出出废废气气量量达达60%以上。以上。（2）亚临界状态）亚临界状态 缸内压力与排气管内压力之比下降到缸内压力与排气管内压力之比下降到1.9以下时，排气流以下时，排气流动转入亚临界状态，废气流速降低，产生的噪音较小。动转入亚临界状态，废气流速降低，产生的噪音较小。2024/7/148摩托车发动机原理 高高速速发发动动机机其其排排气气提提前前角角要要大大一一些些：在在自自由由排排气气阶阶段段中中，排排出出的的废废气气量量与与发发动动机机转转速速无无关关。发发动动机机转转速速高高时时，在在同同样样的的排排气气时时间间（以以秒秒计计）所所相相当当的的曲曲轴轴转转角角增增大大，因因此此，高高速速发发动动机机排排气气提提前前角角要要大大。但但不不宜宜过过大大，否则会使排气损失加大。否则会使排气损失加大。2024/7/149摩托车发动机原理2 2）强制排气阶段：活塞上行强制推出废气。强制排气阶段：活塞上行强制推出废气。缸缸内内平平均均压压力力高高于于排排气气管管平平均均压压力力：克克服服排排气气门门、排排气气道道处处的的阻阻力力，一一般般高高出出10kpa10kpa左左右右。气气体体的的流流速速越越高，此压差越大，消耗的功越多。高，此压差越大，消耗的功越多。2024/7/1410摩托车发动机原理3 3）惯性排气。惯性排气。当强制排气阶段接近终了，在上止点附近，废气尚当强制排气阶段接近终了，在上止点附近，废气尚有一定的流动能力，利用气流的惯性进一步排除废有一定的流动能力，利用气流的惯性进一步排除废气。气。排气迟闭角，一般为排气迟闭角，一般为1010 3535 曲轴转角。曲轴转角。2024/7/1411摩托车发动机原理2 2.进气阶段进气阶段从下止点到进气阀终了这段曲轴转角称为进气迟闭角进气迟闭角。从进气门打开到上止点为止，这段曲轴转角称为进气提前角进气提前角。进气阀必须在上止点前开始打开？进气阀关闭时也必须在下止点后才关闭？3）惯性进气阶段）惯性进气阶段1）准备进气阶段）准备进气阶段2）正常进气阶段）正常进气阶段2024/7/1412摩托车发动机原理进气门早开：进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。进气门晚关：进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。排气门早开：排气门早开：借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。排气门晚关：排气门晚关：延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。排气门晚关排气门晚关进气门早开进气门早开气门重叠气门重叠2024/7/1413摩托车发动机原理 3 3.气门叠开气门叠开 ：进、排气门同时开启：进、排气门同时开启 作用：由于进气管、气缸、排气管互相连通，可以利作用：由于进气管、气缸、排气管互相连通，可以利用气流的压差、惯性或进、排气管压力波的帮助，清除残用气流的压差、惯性或进、排气管压力波的帮助，清除残余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应余废气，增加进气量，降低高温零件的温度，但注意不应产生废气倒流现象。产生废气倒流现象。气门气门叠开角：进、排气门同时开启时对应的曲轴转角，叠开角：进、排气门同时开启时对应的曲轴转角，一般为一般为2020 8080 曲轴转角。在增压发动机可达曲轴转角。在增压发动机可达8080 160160 的的曲轴转角。因其进气压力高。曲轴转角。因其进气压力高。2024/7/1414摩托车发动机原理因为：因为：a.a.进、排气流各自有自进、排气流各自有自己的流动方向和流动惯己的流动方向和流动惯性，加上重叠时间极短。性，加上重叠时间极短。b.b.进气流有助于更好地进气流有助于更好地排气。排气。气门重叠气门重叠会产生串气吗？会产生串气吗？不会！2024/7/1415摩托车发动机原理 二、换气损失二、换气损失换气损失由排气损失和进气损失两部分组成换气损失由排气损失和进气损失两部分组成。2024/7/1416摩托车发动机原理1.1.排气损失排气损失 排气损失是从排气门提前排气损失是从排气门提前打开，直到进气行程开始，打开，直到进气行程开始，气缸内压力到达大气压力之气缸内压力到达大气压力之前，循环功的损失。前，循环功的损失。（1 1）自自由由排排气气损损失失（图图中中面面积积W W），是是由由于于排排气气门门提提前前打打开开而而引起的膨胀功的减少。引起的膨胀功的减少。（2 2）强制排气损失（图中面积）强制排气损失（图中面积Y Y），是活塞上行强制推出废气），是活塞上行强制推出废气所消耗的功。所消耗的功。2024/7/1417摩托车发动机原理减少排气损失的主减少排气损失的主要措施是：减小排要措施是：减小排气系统阻力和排气气系统阻力和排气门处的流动损失。门处的流动损失。随随着着排排气气提提前前角角增增大大，自自由由排排气气损损失失面面积积增增加加，强强制制排排气气损损失失面面积积减减小小，如如图图中中b b曲曲线线，如如排排气气提提前前角角减减少少则则强强制制排排气气损损失失面面积积增增加加，如如图图中中c c曲曲线线。所所以最有利的排气提前角应使面积（以最有利的排气提前角应使面积（W+YW+Y）之和最小。）之和最小。2024/7/1418摩托车发动机原理 2 2进气损失进气损失进进气气损损失失：因因进进气气系系统统的的阻阻力而引起的功的损失。力而引起的功的损失。排排气气损损失失与与进进气气损损失失之之和和称称换换 气气 损损 失失，即即 图图 中中 面面 积积(W+X+Y)(W+X+Y)。在在实实际际循循环环示示功功图图中中把把面面积积(x+y-d)(x+y-d)相相当当的的负负功功称称为为泵泵气气损损失失。这这部部分分损损失失放在机械损失中加以考虑放在机械损失中加以考虑。2024/7/1419摩托车发动机原理6.2四冲程发动机的充量系数四冲程发动机的充量系数 6.2.1充量系数的概念充量系数的概念每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比气状态下理论计算充满气缸工作容积的空气质量比值值 式中式中 ma、V1实际进入气缸的新鲜工质的质量、体积（进气状态）；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。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。对自然进气发动机：进气状态指当地大气压对自然进气发动机：进气状态指当地大气压Ps、Ts。2024/7/1420摩托车发动机原理充量系数表达式的推导充量系数表达式的推导进气门关闭时气缸容积为进气门关闭时气缸容积为 排气门关闭时缸内工质的质量排气门关闭时缸内工质的质量 此时缸内工质的质量此时缸内工质的质量 假定气缸排气门关闭时关闭点体积为假定气缸排气门关闭时关闭点体积为 2024/7/1421摩托车发动机原理v每循环充入气缸的新鲜混合气质量每循环充入气缸的新鲜混合气质量 由空燃比的关系得由空燃比的关系得 进入气缸的混合气进入气缸的混合气质量质量 令则则 2024/7/1422摩托车发动机原理v考虑到进、排气门迟闭考虑到进、排气门迟闭，令，令 则则假定残余废气与新鲜充量的气体常数近似相等，假定残余废气与新鲜充量的气体常数近似相等，应用气体状态方程式应用气体状态方程式 ，代入上式，得代入上式，得2024/7/1423摩托车发动机原理1、使用因素、使用因素2024/7/1424摩托车发动机原理 6.2.2影响影响充量系数充量系数的因素的因素1、使用因素、使用因素（1）转速）转速nn进气流速进气流速 流动阻力流动阻力 Pa c n过低过低,惯性进气惯性进气 c 。一定的进气系统，一定负荷下，有一定的进气系统，一定负荷下，有一个转速对应的充量系数最大。一个转速对应的充量系数最大。不同节气门开度、不同转速时的进气压力不同节气门开度、不同转速时的进气压力2024/7/1425摩托车发动机原理（2）负荷）负荷汽油机汽油机的负荷调节属于的负荷调节属于量调节量调节，负荷负荷，节气门开度，节气门开度，进气阻力进气阻力，进气终点压力，进气终点压力Pa c 。柴油机柴油机的负荷调节属于的负荷调节属于质调节质调节，负荷的变化对充气系数无明显负荷的变化对充气系数无明显的影响。的影响。汽油机的充量系数随负荷的变化关系汽油机的充量系数随负荷的变化关系 1-全负荷全负荷 2、3、4、5、部分负荷、部分负荷2024/7/1426摩托车发动机原理（3）大气状态）大气状态大气压力：大气压力：P0Pa，但，但Pa/P0基本不变，故充量系数不变。基本不变，故充量系数不变。大气温度大气温度To：To变化，变化，Ta也变化，也变化，To/Ta基本不变，故充量系数不变基本不变，故充量系数不变但但P0(To)0 ma 发动机功率发动机功率。2024/7/1427摩托车发动机原理2）结构因素）结构因素 1进气终了时的压力进气终了时的压力Pa Pa对对 有重要影响，有重要影响，Pa愈高，愈高，值愈大值愈大 Pa=Ps-Pa 式中，式中，pa为气体流动时，克服进气系统阻力为气体流动时，克服进气系统阻力 而引起的压降而引起的压降(kPa)。一般可写成。一般可写成 式中式中 管道阻力系数管道阻力系数 进气状态下气体的密度；进气状态下气体的密度；V管道内气体的流速（管道内气体的流速（m/s）。）。可见，可见，pa主要取决于各段管道的主要取决于各段管道的阻力系数阻力系数和和气体流速气体流速。若大、高时，若大、高时，pa增加，使增加，使pa下降。下降。2024/7/1428摩托车发动机原理 2进气门关闭时气体进气门关闭时气体温度温度Ta 进进气气终终了了的的温温度度Ta高高于于进进气气状状态态温温度度。引引起起Ta升升高高的原因是的原因是:1）新鲜工质进入发动机与高温零件接触而被加热。）新鲜工质进入发动机与高温零件接触而被加热。2）新鲜工质与高温残余废气混合而被加热。）新鲜工质与高温残余废气混合而被加热。Ta越高，充入气缸工质密度越小，充量系数越小。越高，充入气缸工质密度越小，充量系数越小。措措施施：将将高高温温排排气气管管与与进进气气管管分分置置于于气气缸缸两两侧侧，控控制制进进气气预热，适当加大气门叠开角等，均有利于降低预热，适当加大气门叠开角等，均有利于降低Ta。2024/7/1429摩托车发动机原理3.残余废气系数残余废气系数 1）增加，增加，降低，燃烧恶化，油耗、排放增加，降低，燃烧恶化，油耗、排放增加，2）压缩比提高，残余废气系数减小。）压缩比提高，残余废气系数减小。3）排气压力高，废气多，充气效率降低。）排气压力高，废气多，充气效率降低。4）排气系统阻力大，排气压力高，废气多。）排气系统阻力大，排气压力高，废气多。2024/7/1430摩托车发动机原理4.4.配气定时配气定时 由由 的的计计算算公公式式可可见见，由由于于进进气气门门迟迟闭闭而而 1 1,新新鲜鲜充充量量的的容容积积(Vs+Vc)减减小小,但但PaPa 值值却却可可能能因因有有气气流流惯惯性性而而使使进进气有所增加气有所增加,合适的配气定时应考虑合适的配气定时应考虑、PaPa 具有最大值。具有最大值。配气相位合理依据：配气相位合理依据：充充量量系系数数的的变变化化是是否否符符合合动动力力性性要要求求，转转速速增增大大，充充量量系系数数所所对对应应的的迟迟闭角增大。闭角增大。换气损失是否尽可能小，取决于换气损失是否尽可能小，取决于排气迟闭角。排气迟闭角。能否保证必要的燃烧扫气作用，取决于能否保证必要的燃烧扫气作用，取决于气门重叠角气门重叠角排气指标好排气指标好,推迟推迟排气提前角排气提前角，有利于排气性能的提高。，有利于排气性能的提高。2024/7/1431摩托车发动机原理5.压缩比压缩比 压缩比增加压缩比增加,压缩容积减小压缩容积减小,残余废气量随之减小残余废气量随之减小,因而因而 有所增加。有所增加。2024/7/1432摩托车发动机原理提高充量系数的措施：提高充量系数的措施：1 1）降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力）降低进气系统的阻力损失，提高气缸内进气终了时的压力papa 2 2）降低排气系统的阻力损失，以减小缸内的残余废气系数）降低排气系统的阻力损失，以减小缸内的残余废气系数r r3 3）减少高温零件在进气系统中对新鲜充量的加热，以降低进）减少高温零件在进气系统中对新鲜充量的加热，以降低进气终了时的无量温度气终了时的无量温度TaTa；4 4）合理的配气正时和气门升程规律，在减小）合理的配气正时和气门升程规律，在减小废气质量废气质量的同时的同时增加增加新鲜工质新鲜工质，即增加，即增加papa,减小减小r r。5)5)采用可变配气系统技术采用可变配气系统技术 第三节第三节 提高充量系数的措施提高充量系数的措施2024/7/1433摩托车发动机原理 进气系统：空气滤清器、喷油器、进气管、进气道和进气进气系统：空气滤清器、喷油器、进气管、进气道和进气门等组成。门等组成。减少各段通道的阻力，增大其流通能力，是提高减少各段通道的阻力，增大其流通能力，是提高充量系数充量系数，改善发动机性能的主要途径。改善发动机性能的主要途径。（1 1）进气系统的流动阻力，按其性质可分为两类：）进气系统的流动阻力，按其性质可分为两类：1 1）一类是沿程阻力，）一类是沿程阻力，实际上是管道摩擦阻力实际上是管道摩擦阻力，与管长和管，与管长和管内流动面上的表面质量有关。内流动面上的表面质量有关。2 2）另一类是局部阻力，它是由流通截面人小、形状以及流）另一类是局部阻力，它是由流通截面人小、形状以及流动方向变化，在局部产生涡流损失所引起的。动方向变化，在局部产生涡流损失所引起的。1 1、降低进气系统的流动阻力、降低进气系统的流动阻力2024/7/1434摩托车发动机原理（2 2）降低进气系统的流动阻力的措施：）降低进气系统的流动阻力的措施：1 1）加大进气门直径。）加大进气门直径。2 2）增加进气门数目。）增加进气门数目。3 3）合理设计进气道及气门的结构。）合理设计进气道及气门的结构。4 4）对空气滤清器定时进行清理。）对空气滤清器定时进行清理。2024/7/1435摩托车发动机原理v进进气气门门直直径径增增大大,扩扩大大气气流流通通路路截截面面积积增增加加，提高。提高。v双双气气门门（一一进进一一排排）：进进气气门门直直径径可可达达活活塞塞直直径径的的45%50%45%50%，气气门门与与活活塞塞面面积积之之比比为为0.20.250.20.25，进气门比排气门大，进气门比排气门大15%20%15%20%。v受结构限制，进一步增大比例已很困难。受结构限制，进一步增大比例已很困难。1）加大进气门直径。）加大进气门直径。2024/7/1436摩托车发动机原理多气门结构多气门结构：缸径大于缸径大于80mm时，采用二进二排结构；时，采用二进二排结构；缸径小于缸径小于80mm时，采用三进二排结构。时，采用三进二排结构。2)增加气门数增加气门数2024/7/1437摩托车发动机原理 四四气气门门机机与与二二气气门门机机相相比比，功功率率可可提提高高70%，扭扭矩矩可可提提高高30%，且且响响应应性性比比增增压压机机好好，故故是是汽汽车车发发动动机机高高功功率率化的有力措施。化的有力措施。2024/7/1438摩托车发动机原理 气门升程气门升程 气门升程增加、改进凸轮型线、减小运动件质量、增加零气门升程增加、改进凸轮型线、减小运动件质量、增加零件刚度，在惯性力允许条件下使气门开闭尽可能快，以增大件刚度，在惯性力允许条件下使气门开闭尽可能快，以增大时面值，时面值，提高充量系数。提高充量系数。最大气门升程与阀盘直径之比最大气门升程与阀盘直径之比L/d取取0.260.28。a.a.流通截面尽量大流通截面尽量大流通截面尽量大流通截面尽量大b.b.气门开启和关闭迅速，气门开启和关闭迅速，气门开启和关闭迅速，气门开启和关闭迅速，以增大时面值，提高以增大时面值，提高充量系数充量系数。2024/7/1439摩托车发动机原理2.2.减少对进气充量的加热减少对进气充量的加热 在进气的过程中，进入气缸的新鲜充量将会被各种高温表面所加热在进气的过程中，进入气缸的新鲜充量将会被各种高温表面所加热而温度升高。从而导致进气密度下降，充量系数减小，还可能促使发功而温度升高。从而导致进气密度下降，充量系数减小，还可能促使发功机整体热负荷提高和不正常燃烧的发生。进气温升受到各种结构与运行机整体热负荷提高和不正常燃烧的发生。进气温升受到各种结构与运行参数的影响，如进气管结构、发动机转速、负荷、冷却水温度。参数的影响，如进气管结构、发动机转速、负荷、冷却水温度。措施措施:尽量避免新鲜空气同高温零件接触。尽量避免新鲜空气同高温零件接触。降低活塞顶及气门处的温度降低活塞顶及气门处的温度进气道喷射的汽油机以及柴油机进气道喷射的汽油机以及柴油机进气道喷射的汽油机以及柴油机进气道喷射的汽油机以及柴油机，均采用，均采用进、排气管两侧布置进、排气管两侧布置 的方案，以的方案，以提高充量系数。所以进气管与排气管布置在同一侧。提高充量系数。所以进气管与排气管布置在同一侧。对于对于高速内燃机高速内燃机高速内燃机高速内燃机，有时也采用进气冷却技术，以降低进气温度。，有时也采用进气冷却技术，以降低进气温度。组织燃烧扫气。组织燃烧扫气。增压机进气中冷。增压机进气中冷。2024/7/1440摩托车发动机原理3 3、降低排气系统的流动阻力、降低排气系统的流动阻力（1 1）减小）减小排排气系统阻力，可以使气缸内的残余废气压力下降，气系统阻力，可以使气缸内的残余废气压力下降，这样不仅可以减少残余废气系数，有利于提高充量系数，而这样不仅可以减少残余废气系数，有利于提高充量系数，而且可以减少泵气损失，提高指示效率且可以减少泵气损失，提高指示效率（2 2）设计目标：降低排气背压、减小排气噪声）设计目标：降低排气背压、减小排气噪声措施措施:va.排气道应当是渐扩型，以保证排出气体的充分膨胀，从而排气道应当是渐扩型，以保证排出气体的充分膨胀，从而降低气缸与排气管内的压力差，使得气缸内的废气压力得以降低气缸与排气管内的压力差，使得气缸内的废气压力得以迅速下降，达到提高充量系数和降低泵气损失的目的。迅速下降，达到提高充量系数和降低泵气损失的目的。vb.选择良好的排气歧管的流形，避免排气道内截面突变、急选择良好的排气歧管的流形，避免排气道内截面突变、急转弯和凸台，有助于降低整个流通阻力；转弯和凸台，有助于降低整个流通阻力；vc.在满足必要的消声效果要求下，应尽可能降低消声器的流在满足必要的消声效果要求下，应尽可能降低消声器的流通阻力。通阻力。2024/7/1441摩托车发动机原理4.4.合理选择进排气相位角合理选择进排气相位角 从从获获得得最最大大充充量量系系数数的的角角度度出出发发，比比较较理理想想的的配配气气系系统统应应当当要要满足以下要求：满足以下要求：1 1）低速时，采用较小的）低速时，采用较小的气门叠开角气门叠开角以及以及较小的气门升程较小的气门升程，防，防止出现缸内新鲜充量向进气系统的倒流，以便增加转矩，提止出现缸内新鲜充量向进气系统的倒流，以便增加转矩，提高燃油经济性。高燃油经济性。2 2）高速时应具有最大的）高速时应具有最大的气门升程和进气迟闭角气门升程和进气迟闭角，以最大程度，以最大程度地减小流动阻力，充分利用地减小流动阻力，充分利用气流惯性气流惯性，提高充量系数，以满，提高充量系数，以满足动力性要求。足动力性要求。3 3）配合以上变化，对进气门从开启到关闭的持续期（又称作）配合以上变化，对进气门从开启到关闭的持续期（又称作用角）也应用角）也应进行调整进行调整，以实现最佳的进气定时。，以实现最佳的进气定时。措施：利用气门可变正时技术可以在全部转速范围内提高充措施：利用气门可变正时技术可以在全部转速范围内提高充量系数。量系数。2024/7/1442摩托车发动机原理 完完全全满满足足上上述述各各项项要要求求的的机机构构是是相相当当复复杂杂的的，目目前前还还仅仅仅仅处处于于研研究究阶阶段段如如(GMGM汽汽车车公公司司推推出出的的无无无无凸凸凸凸轮轮轮轮的的的的电电电电磁磁磁磁气气气气门门门门驱驱驱驱动动动动机机机机构构构构以以及及FordFord汽汽车车公公司司的的液液液液压压压压气气气气门门门门驱驱驱驱动动动动机机机机构构构构。由由于于制制造造成成本本和和可可靠靠性性等等原原因因，若若将将这这种种全全电电控控的的技术应用于实际发动机中气门要时间。技术应用于实际发动机中气门要时间。目目前前较较为为常常见见的的商商品品化化系系统统可可以以分分成成两两大大类类，即即可可可可变变变变凸凸凸凸轮轮轮轮机机机机构构构构(VCSVCS，Variable Variable Camshaft Camshaft System)System)和和可可可可变变变变气气气气门门门门定定定定时时时时(VVTVVT，Variable Variable Valve Valve Timing Timing)。除除此此之之外外，也也有有可可变变气气门门升升程程、可可变变气气门门作作用用角角等等其其他他形形式式，其其原原理理基基本相近，只是实现方式不同而已。本相近，只是实现方式不同而已。采用可变配气系统技术采用可变配气系统技术2024/7/1443摩托车发动机原理5.5.谐振进气与可变进气歧管谐振进气与可变进气歧管 进气管中还存在进气谐振现象。为了追求最佳进气管中还存在进气谐振现象。为了追求最佳的充量系数值，可以采用可变进气系统，以充分利的充量系数值，可以采用可变进气系统，以充分利用进气谐振的效果，达到高速与低速性能的最优化。用进气谐振的效果，达到高速与低速性能的最优化。比较常见的可变进气系统是通过改变进气管长度或比较常见的可变进气系统是通过改变进气管长度或流通截面的方式来实现。流通截面的方式来实现。2024/7/1444摩托车发动机原理1 1）利用进气管的动态效应来提高）利用进气管的动态效应来提高充量系数充量系数 v压力波动的固有频率压力波动的固有频率 进气频率进气频率用用q q来表示波动次数，则有来表示波动次数，则有 2024/7/1445摩托车发动机原理当当q=1q=1，2 2，时，进气频率与压力波动频率合拍，下一次时，进气频率与压力波动频率合拍，下一次气门开启期间与负的压力波重合，使充气量减少。气门开启期间与负的压力波重合，使充气量减少。这与发动机进气管的长度和管径有关。这与发动机进气管的长度和管径有关。当当q=q=，时时，下下一一次次气气门门开开启启期期间间正正好好与与正正的的压压力力波波相重合，使充量系数增加相重合，使充量系数增加2024/7/1446摩托车发动机原理v结论：高速用短管；低速用长管结论：高速用短管；低速用长管2 2）可变长度进气歧管）可变长度进气歧管2024/7/1447摩托车发动机原理3）可变截面进气歧管）可变截面进气歧管2024/7/1448摩托车发动机原理2024/7/1449摩托车发动机原理