2.Действительный цикл 4-х тактного бензинового двигателя

Процесс впуска горючей смеси теоретически проходит от точки г до точки а. Фактически он начинается в точке А, соответствующей началу открытия впускного клапана, и заканчивается после н.м.т. в точке Б. Это необходимо для дозарядки цилиндра горючей смесью за счет использования инерции массы заряда, поступающего с большой скоростью через систему впуска. Горючая смесь в цилиндре двигателя смешивается с остаточными газами и образует рабочую смесь. Она сжимается по политропному процессу: р_с =р_аεⁿ1.

Процесс сжатия происходит от точки а до точки С. В конце сжатия рабочая смесь с некоторым опережением по отношению к в.м.т. (точка В) зажигается искрой от свечи зажигания. Пламя от очага воспламенения распространяется по всему объему камеры сгорания с большой скоростью (30...50 м/с), обеспечивая выделение теплоты вблизи в.м.т. При этом давление и температура газов существенно возрастают. Процесс сгорания происходит от точки В до точки z'. Продолжительность процесса сгорания соответствует углу поворота коленчатого вала 30...40°; при этом резко повышаются давление и температура.

В процессе расширения газы совершают полезную работу; давление и температура их понижаются по закону политропы: p_в = p_z/εⁿ2. К моменту открытия выпускного клапана (точка Г) давление газов в цилиндре больше давления окружающей среды. Поэтому в начальной стадии выпуска отработавшие газы выходят из цилиндра со скоростью до 500 м/с, что в 1,5 раза больше скорости звука, а после н.м.т. выталкиваются поршнем.

Процесс выпуска (очистки цилиндра) отработавших газов (линия ГАrД) заканчивается к моменту закрытия выпускного клапана (точка Д).

На рисунке 3.4 изображена индикаторная диаграмма, характеризующая протекание действительного цикла четырехтактного карбюраторного двигателя при нормальных его регулировках и техническом состоянии. Вид диаграммы может существенно измениться при нарушении регулировок состава смеси и опережения зажигания, применении бензиновых топлив с низкой детонационной стойкостью и по другим причинам.

3.Факторы, влияющие на протекание процесса впрыска топлива

На протекание процесса впрыска влияют сила предварительной затяжки пружины, характеристика распылителя, диаметр иглы в направляющем отверстии и др. факторы. Увеличение давления вызывает повышенный износ деталей, проходные сечения влияют на величину давления в процессе впрыска – при уменьшении впрыск растягивается, площадь поперечного сечения иглы влияет на изменение объема в распылителе – при увеличении впрыск заканчивается менее резко и растягивается по времени. Существенное влияние оказывают физические свойства топлива ─ сжимаемость, плотность, вязкость. При повышении вязкости растут гидродинамические потери при течении топлива в дросселирующих сечениях и движении волн давления в нагнетательном топливопроводе. При использовании вязких топлив применяют предварительный подогрев.

Характеристики подачи топлива зависят от нагрузочного и скоростного режимов. С изменением нагрузочного режима меняется величина цикловой подачи. С ростом частоты вращения куллачкового вала насоса продолжительность впрыска в 2 раза больше геометрической продолжительности впрыска. Это объясняется влиянием дросселирования и сжиммаемости топлива. Для увеличения коэффициента приспособляемости желательно, чтобы цикловая подача возрастала примерно на 10-15% по сравнению с номинальной при уменьшении скоростного режима. Корректирование характеристик подачи достигается или за счет увеличения активного хода плунжера или за счет роста коэффициента подачи (отношение цикловой подачи к геометрической).

Топливопроводы представляют собой толстостенные стальные трубки с толщиной стенок до 3мм и внутренним диаметром 1,5─3мм. Увеличение длины нагнетательного трубопровода увеличивает время движения волны от насоса до форсунки. Обычно длина не превышает 1,5м. Для обеспечения равномерной подачи длина всех трубопроводов должна быть одинаковой (+-1мм).

Впрыск в цилиндр может продолжаться в течение всей второй фазы или прекратиться до ее окончания. Ступень нарастания давления зависит от периода задержки воспламенения, от скорости подачи, качества распыливания и количества впрыскиваемого топлива. Среднее значение степени нарастания давления на линии 2-3 равно . При этом работа двигателя считается нежесткой. Наилучшая топливная экономичность будет, если давление цикла достигает максимального значения при повороте коленчатого вала на 6⁰–8⁰ после ВМТ. На протяжении второй фазы оказывают влияние распределение топлива по объему камеры сгорания, скорость подачи количества впрыскиваемого топлива в период задержки воспламенения. Третья фаза – соответствует периоду незначительного изменения давления (3-4) и заканчивается при повороте коленчатого вала на угол, при котором температура газа достигает наибольшего значения. Впрыск топлива к началу третьей фазы заканчивается. Процесс сгорания происходит при пониженной скорости тепловыделения, вследствии.

При организации впрыска снижается сопротивление тракта, улучшается однородность смеси за счет более точной дозировки топлива, можно использовать более тяжелые топлива и с меньшим октановым числом. В двухтактном двигателе возможна организация продувки без потерь топлива. Отсутствует обледенение системы питания, более легкий и надежный пуск двигателя, особенно при отрицательных температурах. Минус ─ сложность регулирования подачи топлива (механическое, электронное, смешанное).

Билет 19

1.Режимы работы энергетических установок в эксплуатации: холостой ход, установившийся и неустановившиеся режимы.

2.Параметры процесса впуска

3.Требования к топливоподающей аппаратуре и основные типы систем питания дизелей.