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

Продолжение табл. 2

Легко заметить, что, чем меньше отношение РР/р*ц, тем рань­ ше открывается впускной клапан с целью обеспечения продув­ ки камеры сгорания. При р ~ > 1 опережение открытия впуск­ ного клапана делается минимальным.

Особенности наполнения цилиндров двухтактного двигателя

В связи с тем, что газообмен двухтактных двигателе! рассматривается подробно в специально посвяценной этому главе, кратко отметим только общие особенности процесса наполнения двухтактного дизеля:

I ) в двухтактном двигателе отсутствуют насосные х да. Очистка и наполнение цилиндра осуществляются благода­ ря тому, что давление воздуха перед впускными органами всегда больае, чем давление газа за выпускными. Воздух под давлением устремляется в цилиндр, одновременно очищая от продуктов сгорания и наполняя его;

30

нята продувочными окнами и под наполнение цилиндра не ис­ пользуется. у

Величина - доля рабочего объема цилиндра, занятая продувочными окнами, зависит от конструктивных осо­ бенностей двигателя. Для быстроходных двухтактных дизелей

*0,1 «0,20.

§ *. Критерии качества очистки и наполнения цилиндра двигателя

К концу хода наполнения (началу хода сжатия) в цилинд­ ре двигателя помечается меньшее весовое количество свеже­

ния воздуха через впускные органы и в результате подогре­ ва воздуха от горячих стенок цилиндра и перемешивания с

31

ся с помощью коэффициента наполнения.

Коэффициентом наполнения называется отношение количе­ ства свежего воздуха £% , находящегося в цилиндре двига­

то количество воздуха, которое могло бы поместиться не в

32

Естественно, что такое определение коэффициента напол­ нения весьма условно. Учитывая, что воздух заполняет не

Для ухе выполненного дизеля рабочий объем цилиндра являет­ ся одной из основных паспортных величин, которая значится

Что касается коэффициента наполнения, то необходимо отметить трудности экспериментального определения этой ве­ личины даже в условиях лабораторных испытаний.

В связи с отмеченным возникает необходимость прибли­ женной расчетной оценки . Кроме того, расчетная форму­ ла потребуется нам для качественного анализа факторов, влияющих на величину коэффициента наполнения.

33

При выводе уравнения коэффициента наполнения исполь­ зуется допущение, что процесс наполнения заканчивается в точке а. , соответствующей полохению поршня в НМТ. Други­ ми словами, предполагается, что действительно разместив­

Подставив выражения для Ма и М*н в уравнение (17),

после сокращений будем иметь

Эй

окончательно получим уравнение для определения коэффици

Для четырехтактного двигателя без наддува уравнение остается в силе. Параметры воздуха перед цилиндрами обо­ значаются рд , Тд .

Коэффициент наполнения двухтактного дизеля

Если в качестве эталона для сравнения в формуле (13) взять количество воздуха, которое может поместиться толь­

Таким образом, мы получили уравнение для коэффициента на­ полнения двухтактного дизеля, отнесенного к полезной ча­ сти рабочего объема V^ . В это уравнение подставляется действительное значение степени сжатия £ (см. формулу

(3 )).

Для расчета пиклового заряда воздуха с помощью полу­ ченного значения коэффициента наполнения следует пользо­ ваться формулой

35

- V ih Тхц Чя »

где

К * У ь (1 -¥ п ) .

Общепринято в документации показывать рабочий объем цилиндра с учетом и той его части, которая занята проду­ вочными окнами. Тогда уравнение для коэффициента наполне­ ния двухтактного двигателя, отнесенного ко всему рабочему объему Ун , запишется следующим образом:

Расчет циклового заряда цилиндра будет выполняться по фор­ муле (15), где

2* = 2 ^ ( 1 - О -

Очевидно, что при прочих равных условиях коэффициент на­ полнения двухтактного дизеля (см. формулу (20)) меные коэффициента наполнения четырехтактного (см. формулу (18))

в(1-ц>„) раз.

§5. Влияние различных факторов на величину коэффициента наполнения

Рассмотрение уравнений (18) и (20) позволяет заклю­ чить, что в общем случае величина коэффициента наполнения является функцией безразмерных параметров

Степень сжатия умышленно не включена в функциональную за­ висимость, ибо ее влияние в сравнении с другими параметра­ ми незначительно и, что главное, в ухе выполненном двига­

теле t- c o n s t»

Одновременно необходимо подчеркнуть, что уравнения

36

(18) и (20) еще ничего не говорят о степени влияния раз­ личных (конструктивных, эксплуатационных) факторов на ве­ личину коэффициента наполнения. Поэтому для того, чтобы ответить на поставленный вопрос, рассмотрим в порядке убы­ вающей важности, как эти внешние факторы влияет на tiK через параметры, входящие в функциональную зависимость

(21).

Коэффициент остаточных газов

Если предположить, что в формулах (18)и (20) меняется только коэффициент остаточных газов, и произведение по­ стоянных величин обозначить через А , то

Из последнего соотношения легко видеть, что величина убывает с увеличением у г . Если,например, при j r =О

Т1 Я - 0,9 (рис. 9), то при увеличении коэффициента остаточ­ ных газов до 0 ,1 ,коэффициент наполнения уменьшится до

0,818.

р*ч 1л

Величина самого коэффициента остаточных газов зависит от конструктивных особенностей камеры сжатия и органов газообмена! в частности от наличия и объема непродуваемых зон. Для выполненного же двигателя на величину коэффициен­ та остаточных газов более всего влияет величина соотноше­

газов различна для различных углов перекрытия (одновремен­ ного открытия) впускных и выпускных органов.

Малый угол перекрытия клапанов. Предположим, что в четырехтактном двигателе открытие и закрытие выпускных и впускных клапанов совпадает с нижней и верхней мертвыми точками (рис. 10). Тогда при положении поршня в районе ВМТ вся камера сжатия будет заполнена остаточными газами

ступление воздуха из наддувочного ресивера начнется толь­ ко после того, как давление в цилиндре станет меньше дав­

ной кривой. На момент начала поступления воздуха в цилиндр дизеля остаточные газы будут занимать больший, чем в пер­

вом случае, объем VVz.

Таким образом, доля остаточных газов в газовоз^гшноИ

38

При нулевом или малом угле перекрытия клапанов (до 30»40°) это изменение сравнительно невелико. С увеличени­ ем угла перекрытия клапанов влияние изменения отношения

на величину у к существенно возрастает.

Большой угол перекрытия клапанов. При большом угле пе­ рекрытия клапанов, который на четырехтактных двигателях некоторых марок достигает Ю0*-150°, относительное количе­ ство отработавших газов в цилиндре в конечном счете также

39