充氣效率

衡量發動機性能的重要指標

充氣效率即充量係數,是指內燃機每個工作循環內,發動機氣缸內實際吸入氣缸的新鮮空氣質量與進氣道狀態下充滿氣缸工作容積的理論空氣質量比值。內燃機的充氣效率反映了進氣過程的完善程度,是衡量發動機進氣性能的重要指標。

容積效率


1、充填效率是指每一個進氣行程所吸入的空氣質量與標準狀態下(1個大氣壓、20℃、密度為1.187kg/m2)佔有氣缸活塞行程容積的乾燥空氣質量的比值。大氣壓力高、溫度低、密度高時,發動機的充氣效率也將隨之提高。 2、容積效率容積效率是指每一個進氣行程中,氣缸所吸入的空氣在標準大氣壓下所佔的體積與氣缸活塞行程容積的比值。由於空氣進入氣缸時,氣缸內的壓力比外面的大氣壓力低,而且壓力值會有所變化,所以採用標準大氣壓的狀態下的何種作為共通的標準。由於進氣阻力及氣缸內的高溫作用將吸入氣缸的空氣體積換算成標準大氣壓下的狀態時,一定小於氣缸的體積,因此自然吸氣發動機的容積效率一定小於1。
充氣效率是實際進入氣缸的新鮮充量與進氣狀態下充滿氣缸工作容積的新鮮充量之比。

提高技術


充氣效率
充氣效率
空氣在進氣道中高速和低速時的進氣效率、進氣係數是不一樣的,為了解決這個矛盾,有的發動機上採用了可變進氣歧管技術,就是分別在低速好高速狀態下改變進氣歧管的長度和形狀,來提高進氣係數和效率;一般情況下,認為多氣門可以提高進排氣效率,但事實上採用多氣門也是有個限度的,甚至有局限性;在低速的情況下,兩氣門比多氣門的進氣效率就要好一些,所以有的車如大眾最新某款發動機採用了一種在多氣門發動機上的可變進排氣門的技術,就是通過在氣門室蓋里一組複雜的凸輪在低速時候關閉其中的一組進排氣門。在多氣門技術中,有機械式的發展到電子控制的,從可變進排氣門工作狀態來說有連續式和適時介入式(就是在達到轉速時候才介入,大多數發動機屬於這種),寶馬發動機特有的進過精密加工的機械式可變進排氣門技術既保證了機械式的可靠性(機械式的可靠性要比電子式的高),又能保證了進排氣門全程連續可變,而且更為叫絕的是寶馬發動機可以實現進排氣門升程和配氣相位同時全程進行,而普通的可變進排氣門技術只能實現一種可變。渦輪技術的發展也是日新月異,從增壓壓力來說有低增壓、中增壓、高增壓,從增壓形式來說有單渦輪增壓和多渦輪增壓,有單渦輪雙渦管增壓和雙渦輪雙渦管增壓(舉例說明,同為排量3.0升,寶馬535車發動機就是單渦輪雙渦管增壓的,寶馬740就是雙渦輪雙渦管增壓的。)

效率


給定投入和技術的條件下,經濟資源沒有浪費,或對經濟資源作了能帶來最大可能的滿足程度的利用。也是“配置效率”(allocative efficiency)的一個簡化表達。
同時在工程應用領域,它表徵機構傳動的有效利用率,用公式表示就是:
機械效率的詳細計算公式
效率
= 有用功(輸入功)/總功(輸入功)
= 輸出功率/輸入功率
= 輸出力矩*輸入轉速/輸出力矩*輸出轉速
= 輸出力矩/輸入力矩/傳動比
以下是各種機械傳動的效率概略值:

關於發動機


充氣效率
充氣效率
發動機(Engine),又稱為引擎,是一種能夠把其它形式的能轉化為另一種能的機器,通常是把化學能轉化為機械能。(把電能轉化為機器能的稱為電動機)有時它既適用於動力發生裝置,也可指包括動力裝置的整個機器,比如汽油發動機航空發動機。發動機最早誕生在英國,所以,發動機的概念也源於英語,它的本義是指那種“產生動力的機械裝置”。

影響因素


1、進氣門關閉時缸內的壓力。
2、進氣門關閉時缸內氣體溫度。
3、殘餘廢氣量。
4、進排氣相位角。
6、進氣狀態。

提高措施


1、降低進氣系統的阻力損失,提高氣缸內進氣終了時的壓力。
2、降低排氣系統的阻力損失,以減小氣缸內的殘餘廢氣係數
3、減少高溫零件在進氣系統中對新鮮充量的加熱,以降低進氣終了時的充量溫度。
4、合理的配氣正時和氣門升程規律。

文章


【文章名】:充氣效率
【內容】:車用汽油機進排氣系統流動特性研究方適應碩士車用汽油機;進排氣系統;流動特性;充氣效率;壓力波;內燃機武漢大學上海交通大學;進排氣系統的結構和結構參數影響吸入汽油機的新鮮空氣量,從而影響汽油機的動力性、經濟性和排放性能。該文以上海大眾1.8升2VQS四缸汽油機和在此基礎上開發的1.3升三缸汽油機為主要對象,在國內首次較為深入地研究了車用汽油機進排氣系統的流動特性,對今後車用汽油機的設計開發具有一定的指導意義。主要內容包括1以四缸機為對象,對三個分別用特徵線法、有限差分法和有限體積法體制的一維非定常流動程序對充氣效率的計算精度進行了比較,從中選擇了比較適合該機型的程序2以三缸機為對象,研究了長支管型進氣系統和短支管型進氣系統的充氣特性,發現長支管型進氣系統更適合該發動機3開發了上海大眾家用轎車三缸汽油機的進排氣系統4用壓阻式壓力感測器測試了三缸機進氣系統壓力波和示功圖,同時測試了三缸機的綜合參數。
摩托車汽油機進氣脈動對發動機性能的影響余國核碩士摩托車氣油機;可變進氣;脈衝;充氣效率;動力性;諧振;動力機械及工程天津大學;提高發動機的動力性是內燃機研究者們一直追求的目標之一,而增加進氣量、改善氣缸內空氣運動和燃燒是提高發動機動力性的主要途徑。進氣管內的進氣流動對缸內混合氣運動和燃燒有直接的影響,進氣道的結構對氣缸內混合氣的運動具有決定性的影響,因此掌握進氣管和進氣道內的氣體流動特性,利用這種特性對提高發動機的動力性能具有很重要的意義。該文通過分析進氣管道內的氣體流動特性,發現進氣過程中由於進氣門的開啟和關閉,產生脈衝和諧振,利用脈衝和諧振可以有效增加進氣充量,提高發動機的動力性。針對進氣系統的這一特點,該文在單缸摩托車汽油機上進行了大量試驗研究,實驗結果表明,利用進氣脈衝和諧振可以大幅度提高發動機在低速時的功率和扭矩,而且提高的情況與進氣管的長度有關。另外,該文還對加裝諧振器進行了嘗試性研究,發現增加諧振器對提高發動機的動力性幫助不大。將進氣脈衝的實驗結果與模擬計算的結果比較,兩者基本一致。從實驗過程來看,利用進氣管道的結構和氣流特性提高發動機的動力性還有很多工作要做,同時進氣脈衝和諧振對排放特性也會有影響。
車用汽油機進排氣結構參數優化設計研究與實踐王德春碩士電噴汽油機;進排氣歧管;結構參數;充氣效率;動力工程哈爾濱工程大學;本文以東安公司1.3LDA471QLR型電控多點然油噴射發動機為研究對象,利用AVL一維流體動力學BOOST計算軟體,對進氣歧管的長度、直徑和穩壓腔的容積,以及排氣歧管的直徑、長度和節氣門體喉口直徑等參數進行了優化分析針對優化計算結果,建立了進氣歧管和排氣歧管3D數模,並利用快速成型技術製成進氣歧管和排氣歧管樣件採用進氣歧管和排氣歧管樣件裝配成DA471QLR試驗機,針對該試驗機在發動機試驗台架上進行了功率、扭矩和充氣效率等性能的試驗研究試驗中得到進氣歧管和排氣歧管的結構參數對發動機功率、扭矩及充氣效率的影響與優化計算所得的結果相近,發動機的功率達到了58kW,最大扭矩達到了113.5N·m,達到了預期的設計目標通過對發動機進氣歧管和排氣歧管結構參數對發動機性能的研究,初步形成了一套分析模擬計算+CAD+CAM+試驗驗證的開發模式利用這套開發模式可以縮短開發周期、降低成本,對東安公司今後系列發動機進排氣系統結構參數的研究有很好的參考價值。
發動機進氣系統性能分析研究李景淵碩士進氣系統;充氣效率;進氣雜訊;數值模擬;汽車工程;發動機;動力機械及工程重慶大學;進氣系統是發動機的重要組成部分,進氣系統性能嚴重影響了發動機和整車性能設計高充氣效率、低雜訊的進氣系統是汽車工程界和學術界一直追求的目標論文首先進行進氣系統的水頭損失計算和基於有限體積法進行進氣系統穩態流場模擬,綜合二者計算結果分析了產生水頭損失的主要原因論文進一步研究了發動機中氣動現象的成因以及壓力波對進氣性能的影響,通過對發動機進氣過程的循環模擬分析了三缸發動機進氣系統中的壓力波及進氣性能,在此基礎上,研究了進氣系統內部各結構參數對壓力波和充氣效率的影響規律,結果表明進氣系統諧振頻率與進氣總管長度成反比諧振頻率隨著進氣總管管徑的增加而提高縮短進氣支管長度,諧振頻率增加減小諧振箱容積,進氣系統中的壓力波波動增強此外論文還探討了氣缸內的渦流的形成及過程和氣缸內氣流組織的分佈情況論文基於Helmholtz共振消聲原理,針對JL368型發動機設計了進氣消聲器系統,實驗結果表明,進氣雜訊得到明顯降低,功率損失某些典型實驗工況有明顯變化在此基礎上,論文進一步分析了進氣消聲器總成對進氣系統進氣性能的影響,結果表明消聲器本身對進氣性能影響較小,引入連接管使進氣總管管長改變是導致進氣性能顯著變化的主要來源通過對進氣系統的性能分析研究,初步嘗試了三維數值模擬對進氣系統氣動現象及氣體流動情況的研究,合理利用了亥姆赫茲共振消聲原理對進氣雜訊進行了有效的控制,得到了進氣系統性能方面的有益結論,對提高進氣系統性能的研究有一定的參考價值。
雙燃料汽車發動機燃氣動力性能的研究謝瑞燕碩士汽油-LPG雙燃料發動機;動力性;充氣效率;LPG供氣系統;點火系統;混合器;動力機械與工程山東大學醫學院浙江大學;該文要解決的是解放CA6102發動機改裝雙燃料后動力性下降的問題,首先選擇一種性能優良,適合該發動機的套件,而後改進燃氣系統、發動機進氣系統,提高充氣效率,提高點火能量,優化點火系統,利用高能點火技術改善著火可靠性,從而提高發動機的動力性能。此外合理匹配供氣裝置的混合器的結構參數也能有效提高動力性,並研製開發了一套動力提高裝置。達到了課題的預期目的。