Влияние различных факторов на индикаторные показатели двигателя с искровым зажиганием

Индикаторные показатели двигателей с искровым зажиганием зависят от полноты и своевременности сгорания, а также от тепловых потерь в систему охлаждения и с отработавшими газами.

Степень сжатия

У двигателей с искровым зажиганием степень сжатия ε=6,5... 12,0. Меньшие значения ε у двигателей грузовых машин и при наддуве. Наибольшее значение ε имеют двигатели с впрыскиванием бензина в цилиндр. В указанном диапазоне значений ε ее влияние на индикаторные показатели весьма существенно. Увеличение ε заметно повышает η_t и p_t .

Размеры цилиндра

Чем больше диаметр цилиндра, тем при данном октановом числе топлива меньше должна быть ε для обеспечения без детонационной работы.

Состав смеси

Он сильно влияет на протекание процесса сгорания и соответственно на индикаторные показатели. Существенно, что максимум η_i достигается при более бедных смесях по сравнению с теми, которые соответствуют максимуму η_i,/α и р_i Это объясняется тем, что с обеднением смеси до определенных пределов увеличиваются полнота сгорания и доля в продуктах сгорания двухатомных газов. Однако при слишком сильном обеднении смеси скорость ее сгорания значительно падает (могут появиться циклы с пропуском воспламенения), сгорание заканчивается все позднее, а отвод теплоты в стенки увеличивается.

Угол опережения зажигания

Если при прочих неизменных условиях варьировать величиной угла опережения зажигания φ₀₃., то таким путем можно приближать или отдалять сгорание топлива относительно ВМТ. Каждому сочетанию открытия дроссельной заслонки, α и η соответствует свое значение угла (р₀._э.от, при котором величины η_i, и p_i одновременно достигают максимума.

Частота вращения

Увеличение п интенсифицирует движение заряда и его сгорание в цилиндре. Однако в связи с сокращением времени, в течение которого совершается весь цикл, продолжительность сгорания в град ПКВ (θ_I и θ_п) несколько возрастает, а это требует соответствующего увеличения φ_0.3, которое достигают управлением φ₀.₃ микропроцессорной системой или центробежным регулятором опережения зажигания.

Нагрузка двигателя

С уменьшением нагрузки условия воспламенения и сгорания в двигателе с искровым зажиганием ухудшаются, при этом относительные тепловые потери в систему охлаждения и с отработавшими газами возрастают.

Что же касается величины р_i, то она, естественно, имеет максимум при полностью открытой дроссельной заслонке и снижается по мере ее прикрытия. Это является следствием главным образом уменьшения количества свежей смеси, подаваемой в цилиндры.

Скорость движения заряда

Для увеличения α при работе двигателя на частичных нагрузках, например с целью снижения токсичности ОГ при одновременном улучшении топливной экономичности, часто применяется интенсификация газодинамического состояния заряда к концу такта сжатия. С этой целью можно использовать тангенциальные или вихревые впускные каналы, а также специальные завихривающие или отклоняющие поток заслонки.

В табл.2 приведены значения основных индикаторных показателей для двигателей с искровым зажиганием и дизелей.

Худшая экономичность цикла двигателей с искровым зажиганием при наддуве объясняется выбором меньших значений степени сжатия и утла опережения зажигания с целью избежать детонации.

Таблица.2.

Тип двигателя	pi,Мпа	ηi	gi, г/(кВт۰ч)
Четырехтактные двигатели с искровым зажиганием: Без наддува С надувом Четырехтактные дизели: Без наддува С наддувом	1.1…1.5 1.6...1.85 0.75...1.05 До 2,5	0,35…0,45 0,3…0,4 0,45…0,5 0,45…0,5	223...182 245...200 187...160 187...160

Влияние различных факторов на эффективные показатели двигателя

Значение каждого из эффективных показателей определяется соответствующим индикаторным показателем и механическим КПД.

Среднее давление механических потерь р_мп можно уменьшить за счет:

• правильного выбора теплового режима работы двигателя и поддержания этого режима в процессе эксплуатации;

• в оптимального конструирования двигателя и его агрегатов.

• рационального выбора материалов и технологии изготовления деталей, что улучшает смазку трущихся пар и снижет потери на трение;

• правильного выбора смазочного масла. При этом стремятся использовать масло с минимальной вязкостью, при которой обеспечиваются надежное жидкостное трение, длительная работа всех узлов двигателя при максимально возможных сроках смены и минимальном угаре масла;

• использования в дизелях однополостных камер сгорания вместо разделенных. Этим достигается снижение механических потерь в результате исключения потерь на перетекание заряда.

В табл.3 приведены эффективные показатели автотракторных двигателей на номинальном режиме.

Таблица. 3.

Тип двигателя	ηм	ηℓ	gℓ, г/кВт۰ч	рℓ, МПа	Nл, кВт/л
Четырехтактные двигатели с искровым зажиганием: Без наддува С наддувом Четырехтактные дизели: Без наддува С наддувом Двухтактные дизели	0,8…0,85 0,8…0,9 0,7…0,8 0,78…0,88 0,7…0,85	0,27…0,38 0,25…0,32 0,36…0,42 0,38…0,45 0,33…0,38	303…215 327…256 235...202 223…188 257...223	1,1...1,3 1,4...1,6 0,65...0,8 до 1,8 0,5...0,75	40...60 70...80 12...20 20...50 15…35