книги из ГПНТБ / Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия

щий .параграф), однако самым эффективным является по­ нижение степени сжатия.

С этой точки зрения заслуживают .большого внимания дизели с низкой фиксированной геометрической степенью сжатия, .работающие «а высоком наддуве и имеющие какие-

охам изменения степени сжатия 'более практичным .являет­ ся способ, основанный на регулировании объема камеры огорання.

В этом отношении представляют интерес ВКАРО и ПАРСС.

Несмотря на то, что ВКАРО была использована в тан­ ковых двигателях, ее дальнейшее распространение задер-

60

уменьшением угла опережения подачи топлива. Этот спо­ соб широко используется на практике и, пожалуй, нет про­ мышленного дизеля, в котором не использовалась бы эта возможность.

С уменьшением угла опережения подачи топлива про­ цесс сгорания хотя и развивается более плавно и мягко, и

61

тельно ниэкюи .экономичностью из-за /потерь, связанных с перетеканием заряда через узкую горловину из одной по­ лости в другую, а также из-за сравнительно большей по­

ным объемом. Объем /камеры сгорания обычного двигатели при положении поршня вблизи ВМТ, т. е. .в момент возникг новения /наибольшего давления газов при горении топлива, меняется весьма незначительно. Поэтому попытки создания ,камеры, которая могла бы увеличиваться независимо от поворота кривошипно-шатунного механизма, понижая тем самым максимальное давление сгорания, предпринимались неоднократно. Наиболее удачной среди /них является каме­ ра с буферным устройством.

Идея буферного устройства /как было /об этом сказано, заключается в том, что полость камеры сгорания сообща­ ется с цилиндром небольшого диаметра, в .котором нахо­ дится поршень, не имеющий механической связи с подвиж­ ными деталями двигателя. Этот поршень со стороны, про­ тивоположной камере сгорания, нагружен давлением сжа­ того воздуха или пружины. Будучи прижатым к седлу, поршень, в случае превышения давления газов в камере сгорания над давлением за поршнем, /может отойти, увели­ чивая объем /камеры и снижая тем самым максимальные Давления сгорания. С уменьшением давления в камере сго­ рания на ходе расширения поршень буферного устройства возвращается в [Исходное положение, .а работа, аккуму­ лированная воздухом или пружиной при сжатии, передает­ ся на поршень двигателя.

Опыты показали 12], что при совмещении индикатор­

увеличение ее полноты на линии расширения. Применение буферного устройства сопровождается некоторым сниже-

63

Степень ісжатия можно также (регулировать путем из­ менения момента закрытия впускного клапана [20]. Вели­ чина доли потерянного хода поршня при сжатии, которая определяется для 4-х тактного двигателя по моменту за­ крытия впускного клапана, обусловливает изменение ве­

Pk

тия. Изменение последней при различных величинах закры­ тия впускного (клапана связано с изменением коэффициента наполнения. Поэтому для анализа условий сохранения мощности дизеля при номинальном числе оборотов можно воспользоваться зависимостью

пана, т. е. с величиной действительной степени сжатия как при

влияющий «а мощность двигателя. Этот способ изменения степени сжитая іболее целесообразно использовать для улучшения внешней характеристики дизеля, снабженного свободным турбокомпрессором.

Приведенный краткий анализ различных способов сни­ жения максимального давления сгорания в дизелях с над­ дувом показывает, что наиболее перспективным является использование для этой цели регулируемой степени сжатия

дизеля. Свидетельством этого (Является еще и тот факт, чтоза последнее время появилось большое количество патентов по этому вопросу. На основе предлагаемых патентов все схемы, осуществляющие изменен,ие степени сжатия в дизе­ ле, можно разбить на две категории.

К первой категории относятся схемы, производящие ре­ гулирование степени сжатия путем изменения рабочего объема цилиндра двигателя. Последнее міажет быть осу­ ществлено лишь изменением хода поршня. Такая схема яв­ ляется непрактичной, т. к. характеризуется значительнымусложнением основных нагруженных деталей двигателя, а для многоцилиндрового двигателя вообще непригодна.

предложения, которые осуществляют перемещение всей, головки двигателя как одного узла. По-видимому, для од­ ноцилиндрового двигателя эта схема в отдельных случаях М'ожет найти применение, однако для многоцилиндровой, конструкции становится непригодной.

К этой категории также могут быть отнесены предло­ жения, которые 'производят подключения дополнительного объема к 'основному объему камеры сгорания при высоких давлениях наддува. Такие схемы вполне осуществимы для двигателей определенного класса.

Изменение объема камеры сгорания может осущест­ вляться также путем перемещения поршня относительно шатуна. Имеется ряд конструктивных предложений но та­ кому способу, отличающихся приводом. Предлагается как механический, так и гидравлический привод. Наиболее пер­ спективной для транспорного дизеля является схема, в ко­

65

Р. Хермана и большие исследования проведенные в лабора­ ториях фирмы Иепаніо-Сюиза П. Шаффиотом и Р. Хер­ маном.

Основные результаты проведенных исследований были доложены на заседании французского общества инженеров механиков и опубликованы в 1968 году [25]. Некоторые

»сведения были также даны журналом «Инженер де Л’ото-

Аіюбиль».

По принципу действия ВК.АРО, также как и поршень автоматически регулирующий степень сжатия, должен обеспечивать многотопливность дизеля, хорошие пусковые

работе на малых нагрузках дизеля должна создаваться вы­ сокая степень сжатия, уменьшаясь при работе с повышен­ ной нагрузкой и каждый раз принимая оптимальное значе­ ние, соответствующее данному режиму работы двигателя и сорту применяемого топлива.

К идее создания дизеля с автоматическим изменением степени сжатия, французских инженеров привело желание

также свойство легко запускаться при низких температурах атмосферного воздуха. При этом проведенные иоследова- ,ния 'Показали, что для обеспечения высоких пусковых (качеств степень сжатия дизеля должна быть повышена при­ мерно до е = 22.

На рис. 35 показана вихревая камера двигателя Ис- пано-Сюиза, которая, впоследствии, была переделана в ВКАРО. Камера .состоит из верхней части, представляющей собой полусферу, и нижней крышки, состоящей из сфери­ ческой полости, снабженной соплом и переходным кана­ лом.

67

Преимущество этой системы гидравлического управле­ ния, как полагают авторы проведенных исследований [25], заключается в том, что подобную систему можно исполь­ зовать на двигателях (различного типа, «е внося при этом существенных изменений ів (Конструкцию их узлов, в част­ ности в конструкцию блока цилиндров. С наибольшим удоб­

ß03ÜJX

"■———. Смесь Создухв

г - * - с топлиЬоп

Рис. 35. Вихревая камера двигателя Испано-Сюиза.

ством, гидравлическое управление вихрѳкамерой можно применить на тех двигателях, разделенные камеры которых представляют собой органическую особенность их кон­ струкции. Вместе с тем, не исключается возможность снаб­ дить подобными регулирующими вспомогательными каме­ рами и обычные двигатели с непосредственным впрыском. Возможность использования в этой системе масла с не­ большим давлением, создает необходимые условия для ши­ рокого распространения гидравлических элементов.

68

Автоматическое регулирование степени сжатия можно осуществлять по определенной программе, ів соответствии с ‘которой степень сжатия ‘будет представлять собой функ­ цию того или иного параметра, например, положения аксе­ лератора, давления наддува или числа оборотов. В любом из названных случаев эта система регулирования отлича­ ется высокой чувствительностью и работает вполне устой­ чиво.

Первая конструкция ВКАРО была осуществлена на одноцилиндровом двигателе, где степень сжатия изменя­ лась от 12 до 19.

Основные технические требования, которым должна была удовлетворять разрабатываемая вихревая камера вместе с системой управляющих ею механизмов, заключа­ лись в реализации перемещения свода камеры в соответ­ ствии с заданной закономерностью изменения степени сжа­

умный привод, а сильфон, реагирующий на величину дав­ ления наддува, увеличивая степень сжатия при уменьшении или отсутствии наддува и уменьшая ее при увеличении форсировки двигателя при помощи наддува.

Основные детали ВКАРО это сферический свод 1, гидролоршень 2, золотник 3, форсунка 4 и неподвижное осно­ вание камеры 5.

Очевидно, что обеспечение подвижности овода вихрекамеры потребовало подбора для этого узла соответствую­ щих материалов, препятствующих утечке газа и масла. Наибольшую трудность составила доводка уплотнения под­ вижного свода [25]. Обычные металлические уплотнитель­ ные кольца для этой цели оказались непригодными. В свя­ зи с этим после длительной доводки была разработана ■система уплотнения, состоящая из неразрезного жаропроч­ ного кольца, устанавливаемого первым, и второго уплотни­ тельного кольца, конструкция которого была заимствована

69