Меню
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Автомобильные двигатели

Параметры процесса впуска

Количество свежего заряда, поступившего в процессе впуска, т. е. наполнение цилиндра, зависит от следующих факторов:

;

2) наличия в цилиндре некоторого количества Мг продуктов сгорания (остаточные газы), занимающих часть его объема;

, вследствие чего уменьшается плотность подаваемого заряда.

Влияние каждого из указанных факторов можно выяснить при раздельном их рассмотрении. Для упрощения задачи в дальнейшем предполагается, что процесс впуска заканчивается в точке а (см. рис. 26). Все явления, связанные с дозарядкой цилиндра и его продувкой, оцениваются опытными коэффициентами.

Давление в цилиндре в период зарядки. Наличие сопротивлений во впускной системе приводит к тому, что количество свежего заряда, поступающего в цилиндр двигателя, уменьшается из-за снижения плотности заряда. Влияние гидравлических сопротивлений на наполнение можно определить, если известны потери давления Ара во впускной системе (см. рис. 26) или давление в цилиндре ра в момент предполагаемого окончания процесса впуска. Можно приближенно определить давление в цилиндре при впуске, рассматри-

вая этот процесс как установившийся. Воспользовавшись уравнением Бернулли, можно написать

гдеплотности заряда соответственно на впуске и в цилиндре;

соответственно скорость движения воздуха на входе во впускную систему и средняя за процесс впуска скорость воздуха в клапане или продувочных окнах как наиболее узком сечении для протекания свежего заряда во впускной системе г, м/с;

коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению.

прене-

, получаем

Из уравнения (127) видно, что понижение давления при движении заряда во впускной системе пропорционально квадрату скорости в наименьшем сечении и зависит от коэффициентов сопротивления системы и затухания скорости движения заряда. В двигателях с преимущественным количественным регулированием (карбюраторные, газовые, с впрыском легкого топлива и искровым зажиганием) при уменьшении нагрузки прикрывают дроссельную заслонку, что приводит к увеличению сопротивлений. Индикаторная диаграмма процесса газообмепа в случае прикрытия дроссельной заслонки показана штриховой линией на рис. 26.

Для наименьших сечений во впускной системе и цилиндра уравнение неразрывности

- площадь поршня, м2.

Максимальная скорость поршня (в м/с)

~ (п частота вращения коленчатого вала, об/с);

соответствует площади максимального проходного сечения клапана, образующегося примерно к моменту, когда скорость поршня меняется незначительно и близка к сп тах Учитывая, что характеры изменения проходного сечения клапана и скорости сп сходны, указанные соотношения ближе к значениям wBn в рассматриваемый момент.

Из уравнений (128) и (129) имеем

в выражение (128), получим

, ограничены условиями размещения клапанов в головке блока цилиндров.

цилиндра, что позволяет разместить в головке клапаны с большим проходным сечением их горловины. Суммарная площадь проходных сечений впускных клапанов может быть увеличена применением четырех клапанов (два впускных и два выпускных). Четырехклапанную схему целесообразно использовать при наддуве, а также при повышении частоты вращения, так как снижение массы и соответственно сил инерции каждого клапана обусловливает более надежную работу механизма газораспределения при высоких частотах вращения. Площадь проходного сечения клапанов можно увеличить, применяя камеры сгорания, в которых клапаны размещаются наклонно (см. рис. 40, а и б).

с наддувом

тихоходньтх с контурной продувкой

зависит от способа очистки цилиндра, а также от возможности продувки цилиндра свежим зарядом.

Количество остаточных газов принято определять относительной величиной, называемой коэффициентом остаточных газов

и, следовательно, их количество

универсальная газовая постоянная.

при установке на выпуске глушителя или сборника при газотурбинном наддуве.

в дизелях значительно ниже (на 200300 К), чем в бензиновых двигателях.

в цилиндре.

,

может быть уменьшен путем применения продувки при некотором увеличении перекрытия клапанов.

"

В ряде случаев, особенно в двухтактных двигателях, качество очистки цилиндра от отработавших газов оценивают коэффициентом продувки

Степень подогрева заряда зависит от скорости его движения, продолжительности впуска, а также от разности температур стенок и заряда. С повышением температуры заряда его плотность снижается, поэтому специальный подогрев впускной системы карбюраторного двигателя целесообразен лишь в пределах, при которых подводимая теплота используется для испарения топлива. Чрезмерный подогрев отрицательно влияет на наполнение цилиндра. Таким образом, приращение температуры свежего заряда

. Для двигателя с впешним смесеобразованием ~

в этом случае будет отрицательным.

напишем уравнение баланса теплоты:

определяется по состоянию воздуха перед впускной системой после сжатия в компрессоре по уравнению

показатель политропы сжатия в компрессоре, зависящий от его типа и степени совершенства протекающего в нем процесса,

. В этом случае Температура заряда перед впуском

практически не вносит погрешности в насчет.

Тогда

Формулы (137) и (140) справедливы для двух- и четырехтактных двигателей.

К.

В двигателях, работающих на сжиженном газе, уравнение баланса теплоты, отнесенное к 1 молю газа при смешении газа с воздухом в смесителе, имеет вид

получим

температура газа, поступающего в смеситель.

.

, вследствие чего уменьшается плотность поступившего свежего заряда.

Реклама