掃氣效率是指掃氣結束後留在氣缸中的新鮮空氣量與氣缸內全部氣體總量之比。
基本介紹
- 中文名：掃氣效率
- 外文名：Scavenging efficiency
- 意義：全部氣體總量之比
- 性質：掃氣效率小於1
簡介,計算,掃氣過程,影響因素,
簡介
最理想的換氣過程，應當是廢氣和新鮮充量毫不相混，掃氣氣流將廢氣全部擠出。事實上，廢氣與新鮮充量的混合是不可避免的，因此，需要對換氣過程進行評價。掃氣過程常見於柴油機和二衝程內燃機。評價內燃機換氣過程的參數有很多，如掃氣係數、掃氣效率和過量掃氣係數（給氣比）等。
掃氣效率指燃燒前留在氣缸內的新鮮充氣質量除以燃燒前留在氣缸內的新鮮充氣質量與前一工作循環在排氣口關閉後留在氣缸內的殘餘氣體質量之和，掃氣效率是衡量掃氣效果好壞的重要指標，也是表示換氣結束時氣缸內新鮮空氣的濃度，主要用於二衝程柴油機。掃氣效率越大，掃氣效果越好。一般情況下掃氣效率小於1，在理想情況下，當殘餘廢氣係數等於0時，掃氣效率等於1。
計算
掃氣效率指燃燒前留在氣缸內的新鮮充氣質量除以燃燒前留在氣缸內的新鮮充氣質量m1與前一工作循環在排氣口關閉後留在氣缸內的殘餘氣體質量之和m0，即
η=m1/m0 =m1/(m1+mr )=1/(1+ϕr )
式中，mr和ϕr分別為殘餘廢氣質量與殘餘廢氣係數。這一指標直接反映了廢氣被清掃乾淨的程度，即掃氣質量的好壞。
掃氣效率也可表示為：
η
其中，
為燃燒前留在氣缸內的新鮮充氣質量；N為發動機轉速；ρ為混合氣密度；V為氣缸總體積。
掃氣效率是衡量掃氣效果好壞的重要指標，也是表示換氣結束時氣缸內新鮮空氣的濃度，主要用於二衝程柴油機。掃氣效率越大，掃氣效果越好。一般情況下掃氣效率小於1，在理想情況下，當殘餘廢氣係數等於0時，掃氣效率等於1。
掃氣過程
換氣過程是工作過程中最為重要的環節，它的好壞直接影響發動機的性能，這是由於進入並存留於氣缸內的新鮮充量越多，燃燒放熱量就越多，將熱能轉化成的有用功也就越多，發動機的功率和轉矩也隨之升高。與四衝程內燃機不同，由於二衝程內燃機的換氣時間短、進排氣過程同時進行，會產生新鮮充量與廢氣摻混，缸內殘餘廢氣係數大，掃氣質量差等問題。所有的掃氣過程，可用三種標準掃氣形式來評價。
（1）完全掃氣
完全掃氣也稱排擠掃氣或稱全驅掃氣。它是掃氣用新鮮氣進入氣缸後不與廢氣混合，並將廢氣向前排擠，當廢氣全部被排擠出排氣口時，新氣剛好到達排氣口。這種情況最為理想，流入氣缸的新氣體積等於被排擠出的廢氣體積。
（2）完全混合掃氣
掃氣用新氣進入氣缸後，立即與氣缸中的廢氣均勻混合，從排氣口排出與進氣量相等積體的混合氣。這種掃氣是靠新氣不斷流入，並不斷排出混合氣，從而使氣缸的混合氣中，廢氣濃度逐漸稀釋來實現，故也稱稀釋掃氣。
（3）短路掃氣
掃氣空氣毫無掃氣作用立即從排氣口排出。
影響因素
1、掃氣方式
直流掃氣的掃氣效率最高，回流次之，橫流最低。
2、掃氣壓力
當過量掃氣係數一定時，掃氣壓力越高，掃氣流的擾動越強，越容易短路，掃氣效率降低，尤其是在橫流掃氣時，下降急劇。
3、行程缸徑比
行程缸徑比加大時，直流掃氣的掃氣效率略有提高，而回流掃氣和橫流掃氣則掃氣效率減小，特別是橫流掃氣下降顯著。
4、轉速
5、掃氣排氣系統
