2) 排气晚关角ec
l 过小，惯性利用不够 过大，废气倒流
l 存在最佳ec 3) 进气早开角ao
l 过小，进气不够 过大，废气倒流进气管（回火）
l 存在最佳ao 4) 进气晚关角ac
l 过小，惯性利用不够 过大，新气推回进气管
对进气充量c影响大 l 存在最佳ac
主要内容
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应
换气(Gas exchange)过程
换气过程：充入新气和排出废气的全过程 n 周期性、非稳态流动过程(准周期流quasi-flow) 非常复杂 n 新鲜充量(charge)是决定发动机输出功率“量”的因素
第4章换气过程与循环 充量
讲课内容
第一部分：动力输出与能量利用
第1章 性能指标与影响因素 第2章 燃料、工质与热化学 第3章 工作循环与能量利用 第4章 换气过程与进气充量 第5章 运行特性与整车匹配
第二部分：燃烧与排放
第6章 燃烧的基础知识 第7章 柴油机混合气形成与燃烧 第8章 汽油机混合气形成与燃烧 第9章 有害排放物的生成与控制 第10章 新燃烧方式与替代燃料动力
P eη eG tm H um η cη tη m (H alu 0)c V s(R p sT ss)2 (τ in )
换气过程的目的：
l 最大限度地吸入新鲜充量—c是核心问题
l 保证各缸进气均匀 l 减小换气损失 l 在缸内形成合理的流场，以控制混合气形成和燃烧(第二篇)
主要内容
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应
1) 换气过程与换气系统 l 换气过程: 从膨胀冲程末期排气门开启时 算起，直到进气门关闭时为止，大约为： 410ºCA~480ºCA
主要内容
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应
1) 换气过程与换气系统
l 换气系统：(进气＋燃烧室＋排气)系统； 开式热力系统（增压机和有排气后处理装 置时更复杂）
i-VTEC 比 VTEC的进步之处在于： 连续可变相位与重叠角和两阶段的 可变升程
可变配气正时技术(VVT)
怠速/加速加浓 Miller循环
相位和升程都可变，但不是连续可变
Cam-phase changing + Cam-lift changing VVT (Honda's i-VTEC )
VTC-Variable Timing Control=可变正时控制
1.8L i-VTEC
主要内容
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应
1) 排气早开角eo
l 影响自由排气损失和泵气损失, 但对
c影响不大 l 存在最佳eo: ( p自排＋p排泵)min l 转速增加, eo适当增大(提前)
主要内容
1. 四冲程发动机换气过程 2. 配气相位对发动机性能的影响 3. 充量系数的定义及影响因素 4. 进排气动态效应
(2) 无凸轮 Camless Electromechanical 电机控制 Electrohydraulic 电液控制 Electromagnetic 电磁控制
可变配气正时技术(VVT)
Toyota VVT-i
相位连续可变，但升程不可变
Gear Thread
The word "Intelligent" emphasizes the clever control program. It not only varies timing according to engine speed, but also considers other conditions such as acceleration, going up hill or down hill.
mmax K
pc Tc
Ft
注意：对超临界流，下游条件(压力、 温度)不影响流量
n 排气过程 (=240~260)
l 自由排气阶段(超、亚临界): 1/3
pc
11
1.83
pe 2
l 强制排气阶段: 2/3
n 进气过程 (=230~265) l 核心问题是充量系数c的问题
n 气门重叠过程 (=0~80)
主要内容
1. 四冲程发动机换气过程
2) 换气过程分期
充量系数的定义及影响因素
4. 进排气动态效应
亚临界流量：
m F uF2pee kk 1 p pc e 2/k p pc e (k1)/k
超临界流量(雍塞流,choking flow):
5) 气门重叠(overlap) l 自吸式汽油机<40, 太大易回火 l 自吸式柴油机～60 l 增压柴油机＝80～160：扫气可以 降低缸内残余废气；冷却降低热负荷
结论：
p 随转速升高，最佳相位角应增大 p 四个相位角中，进气晚关角对充量系数影 响最大，排气早开角对换气损失影响最大 p 最佳相位角，增压机与非增压机不同 p 气门重叠角：汽油机＜柴油机＜增压机
Toyota VVTL-i
Toyota’s VVTL-i is the most sophisticated VVT design. Its powerful functions include:
l Continuous cam-phasing variable valve timing l 2-stage variable valve lift l Applied to both intake and exhaust valves
可变配气正时(Variable Valve Timing)分类
Classification of VVT: (1) 凸轮可变 Variable Cam Profile
Cam-Phase Changing 可变相位 Cam-Lift Changing 可变升程 Cam-Phase+Cam-Lift Changing 可变相位和升程