книги из ГПНТБ / Чернышев А.Н. Корабельные двигатели внутреннего сгорания. (Теория рабочих процессов поршневого двигателя) учебное пособие

цилиндра, и определяет величину давления в начале сжатия ра . Давление рхц выбирается в зависимости от числа обо­ ротов и величины среднего эффективного давления двигате­ ля ре , а также от применяемой схемы газообмена. При про­ ектировании двухтактного двигателя величина рхц выбира­ ется на основе данных по однотипным двигателям.

Давление ркц для двухтактных двигателей разного типа ориентировочно составляет:

а ) у двигателей с компрессором, приводящимся от ко­

Повышение давления рхц увеличивает затраты мощности на сжатие продувочного воздуха. 8 случае привода компрес­ сора от коленчатого вала повыиение рлц может привести к снижению механического к. п. д. двигателя, что необходимо учитывать при проектировании. Значение рхц выбирается при проектировании двигателя для работы его на номиналь­ ном расчетном режиме при определенных значениях р0 и Т0 воздуха на всасывании в компрессор.

У выполненного двигателя величина ркц зависит не только от параметров (р0 , Т0 ) воздуха на впуске, но также

22О

рания через выпускные органы под вытесняющим действием поступающего в цилиндр продувочного воздуха. При этом в выпускной коллектор вытекает также и некоторое количество продувочного воздуха.

При рассмотрении процесса принудительного выпуска так же, как и процессов свободного выпуска и продувки-на­

полнения, принимается, что истечение газа происходит адиа­

Весовое количество продуктов сгорания, вытекающих из цилиндра Sa время cLt ,

сенный к периоду принудительного выпуска.

221

Так как = ^xцlxц=\iкц % 1lн, а весовое количество газов, вытекших из цилиндра за период свободного выпуска,

г Св Pg* ' V g/ P-и, ‘ V К

222

Первая подходит бляхе к прямоточным схемам газообмена, вторая - х контурным (петлевым).

При полном мгновенном перемеяивании воздуха с продук­ тами сгорания температуру Тн грубо приблнхенно мохно определять по формуле

ния отработавиих газов в цилиндре, изменяется в пределах

1,45-1,65.

Таким образом, заменяя действительный, слохный, неустановивиийся процесс газообмена одномерным стационарным и используя известные из курса термодинакими соотношения, мохно дать качественный анализ процессов, происходящих в цилиндре двухтактного двигателя в периоды свободного вы­

224

зах такое же, как и в продуктах сгорания. Воздух в оста­ точных газах и свежий заряд образуют действительный воз­ душный заряд, который принимает участие в сгорании топли­

сравнительно плохой очистке часто показывает удовлетвори­ тельные результаты протекания рабочего процесса [15].

Сценка качества газообмена в двухтактных двигателях производится с помощью ряда коэффициентов. Кроме упомяну­

гателях используют следующие коэффициенты: избытка проду­

ставляет собой 'отношение объема продувочного воздуха Укц ,

226

характеризует относительное качество газообмена. Коэффи­ циент ifx получил широкое распространение потому, что он легко определяется теоретически и при экспериментах.

S21

Качество очистки цилиндра двухтактного двигателя оце­ нивается коэффициентом tfr остаточных газов и коэффици­ ентом ^ s полезного действия продувки

Вследствие недостаточного числа термодинамических свя­ зей между параметрами в характерных точках газообмена до настоящего времени нет точных аналитических зависимостей для нахождения коэффициентов ц н , ifa , уг и . Поэтому их определяет экспериментальным путем. Методы их опреде­ ления подробно рассмотрены в работах [21, 20, 15]. Однако и опытное определение указанных коэффициентов представ­ ляет довольно трудную задачу. Основная трудность состоит

внеобходимости отбора газовых проб из цилиндра двигателя

вопределенный момент процессов газообмена и последующего анализа их.

Газодинамические процессы в системе компрессор-проду- вочный ресивер-цилиндр двигателя-выпускной трубопровод-

наддувочная газовая турбина изучают по осциллограммам, сня­ тым осциллографом с помощью специальных датчиков. Такое исследование позволяет установить характер изменения дав­ ления и температуры воздуха перед впускными органами и выпускных газов за выпускными органами. Полученные резуль­ таты дают возможность найти основные причины неудовлетво­ рительного протекания процесса газообмена, оцененного ука­ занными выше коэффициентами. Для полноты оценки процесса газообмена и накопления опытных данных, необходимых для

228

предварительных расчетов при совершенствовании существу­ ющих и создании новых двухтактных двигателей, проводят изучение газообмена на моделях. Создание моделей и обобще­ ние результатов опытов производятся на основе теории по­ добия [15].

Приведенные выше значения параметров при выполнении расчетов следует оценивать как ориентировочные. В тех слу­ чаях, когда имеются в распоряжении экспериментальные дан­ ные для однотипных конструкций, лучше пользоваться ими; при этом экспериментальные данные следует брать для соот­ ветствующих режимов.

Приближенным критерием для оценки соответствия режима расчетному может служить отношение ~ р ^ > которое опре­ деляет пропускную способность двигателя и качество газооб­ мена.

§ 36. Методы расчета газообмена

От качества процессов очистки и наполнения цилиндров двухтактного двигателя зависят его мощность, экономичность, надежность и срок службы. Например, неудачные форма и раз­ меры впускных и выпускных окон могут способствовать их закоксовыванию, повышенному износу цилиндров и т .д .

Несмотря на большое количество теоретических исследо­ ваний, относящихся к определению формы и размеров впуск­ ных и выпускных органов и параметров процесса газообмена, до настоящего времени еще нет полноценных методов их опИДеления*

Существующие методы расчета могут быть разбиты на две основные группы. К первой группе относятся методы, осно­ ванные на использовании формул установившегося движения. Эти методы не учитывают влияния колебания давления в ци­ линдре и связанных с ним системах на процесс газообмена. Ко второй группе относятся методы, учитывающие колебание

229