一、實(shí)驗(yàn)原理與公式

充量系數(shù)ηυ為換氣終了實(shí)際留在氣缸內(nèi)的新鮮充量mg與以進(jìn)氣狀態(tài)(密度ρs)充滿氣工作容積Vh的理論充量mh(即ρs Vh)的比值：

經(jīng)換算得：

式中：τ——沖程數(shù)，四沖程柴油τ=4，二沖程柴油發(fā)電機(jī)τ=2；

?s——掃氣系數(shù)；

n——柴油發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，(r/min)；

R——空氣的氣體常數(shù)，R=287.1(J/kg⋅K)；

Ts——進(jìn)氣管空氣溫度，(K)；

ps——進(jìn)氣管空氣壓力，(MPa)

Vh——氣缸工作空積，(m3)

m&s——進(jìn)氣管空氣流量，(kg/s)，由下式計(jì)算：

其中：C——流量測量系統(tǒng)常數(shù)，給出(C)；

d0——流量計(jì)喉口直徑，(mm)；

?h——流量計(jì)壓差高度，(mmH2O)；

T1——流量計(jì)前空氣溫度，(K)

p1——流量計(jì)前空氣壓力，(kPa)。

若為非增壓柴油發(fā)電機(jī)，Ts、T1、ps、p1應(yīng)取大氣溫度、壓力T0、p0，且?s=1，故：

因此，只要測得p0、T0、?h、n，則ηυ即可求出。

充量系數(shù)愈大，柴油機(jī)的換氣質(zhì)量愈好，從而為其完全燃燒、提高動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性，降低排氣污染，減輕熱負(fù)荷與可靠工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著柴油機(jī)不斷地向高速化發(fā)展，換氣時(shí)間大大縮短，氣流速度明顯增大，產(chǎn)生氣流速度所需的壓力差及其流動(dòng)損失都隨之增大，導(dǎo)致充量系數(shù)降低，這一現(xiàn)象已成為柴油機(jī)進(jìn)一步強(qiáng)化的主要障礙因此，只有深入認(rèn)識(shí)換氣過程的本質(zhì)，透徹分析影響充量系數(shù)的各種因素及其影響程度和相互關(guān)系，找到提高充量系數(shù)的有效措施，才能實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的高速化與高性能。

三、提高充量系數(shù)的措施

1、減少進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力

進(jìn)氣系統(tǒng)阻力的大小為各段通道阻力的總和。通過減各段阻力，可達(dá)到減少進(jìn)氣系統(tǒng)阻力的目的。

2、減少對進(jìn)氣充量的加熱

新鮮空氣在吸入過程中，受到進(jìn)氣管、進(jìn)氣道、氣門、氣缸壁和活塞等一系列受熱零件的加熱，引起溫升。

3、降低排氣系統(tǒng)流通阻力

使氣缸內(nèi)廢氣壓力下降，這樣不僅可以減少殘余廢氣系數(shù)，有利于提高充量系數(shù)，而且可以減少泵氣功。

4、合理選擇配氣相位角

可以獲得較好的充氣效果，特別是在高轉(zhuǎn)速時(shí)，適當(dāng)推遲進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間，可以利用高速氣流的慣性來增加每循環(huán)氣缸充氣量

5、諧振進(jìn)氣與可變進(jìn)氣支管

由間斷進(jìn)氣而引起的進(jìn)氣壓力波動(dòng)對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)氣量影響很大，進(jìn)氣管長度、直徑等進(jìn)氣系統(tǒng)參數(shù)會(huì)改變進(jìn)氣壓力波。適當(dāng)調(diào)整這些參數(shù)，可以有效地利用進(jìn)氣管的壓力波，以增加充量系數(shù)，改善轉(zhuǎn)矩特性，這已在柴油發(fā)電機(jī)上得到利用。