книги из ГПНТБ / Теория поршневых двигателей внутреннего сгорания Метод. пособие

эксцентричное; выхлопных—радиальное. г) Односторонняя щелевая продувка с лучевым расположением окон в плане и выхлопными окнами выше продувочных.

альным расположением окон в плане, з)— Прямоточно-щелевая продувка с рас­ положением окон в плане; продувочных — тангенциально; выхлопных — ради­ ально .

171

тельных экспериментов, исследований и теоретических обоснова­ ний; таким путем получены некоторые исходные рекомендации и ти­ повые конструкции, которые мы приводим ниже.

Двухтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания в зависимости от направления продувочного газового потока — систе­ мы (типа, схемы) продувки, подразделяются на две основные груп­ пы: двигатели с контурной продувкой и двигатели с прямоточной продувкой.

При контурной продувке продувочный воздух (или смесь), под­ нимаясь сначала снизу вверх около контура рабочего цилиндра, поворачивается затем у рабочей крышки на 180° и движется в обратном направлении по другой стороне контура.

В прямоточных системах поток продувочного газа (или смеси) движется только в одном направлении и поэтому очистка цилиндра отработанных газов будет более совершенной ( уг =0,04—0,06), чем при контурных продувках (уг =0,10—0,30), а следовательно и экономичность выше.

Контурные продувки выполняются различными1 1) поперечно-щелевыми двухсторонними с разным относитель­

ным расположением верхних кромок выхлопных и продувочных окон — на одном уровне рис. 76-а; выхлопные — выше продувочных рис. 76-6; с двумя рядами продувочных окон рис. 76-в и другие;

2)поперечно-щелевые односторонние (рис. 76 г, е);

3)фонтанные — рис. 76-д;

4)комбинированные схемы продувки.

Для достижения возможно качественной очистки и наполнения экспериментально определяется (или рекомендуется, если извест­ но) надлежащее положение выхлопных и продувочных окон — ак­

размерами, фазами, количеством клапанов). Расположение окон в плане может быть:

параллельное — рис. 766 — оси выхлопных и продувочных окон параллельны друг другу; простота выполнения, но очень не эффек­ тивна продувка;

радиальное — рис. 76а, д — оси всех окон сходятся в центре рабочего цилиндра;

172

эксцентричное — рис. 76-в — оси продувочных окон направлены в одну или несколько точек, расположенных эксцентрично в поло­ вине цилиндра, прилегающей к продувочным окнам;

лучевое (рис. 76е)— оси продувочных и выхлопных окон на­

окон направлены касательно к окружности, диаметр которой мень­ ше диаметра рабочего цилиндра, но центр один и тот же.

Комбинированное (рис. 76з).

Сочетание того или иного расположения окон с другими элемен­ тами органов газораспределения, предопределяется желаемой сте­ пенью совершенства продувки и другими соображениями; лучшие результаты можно ожидать от прямоточных продувок с тангенци­ ально расположенными окнами, дающими наиболее полную очистку, наполнение и смесеобразование Yr =0,04—0,06; ре =6,5—7 кг/см2; ge =160—180 г/э.л с.ч.).

Окончательное суждение о качестве продувки данной схемы по­

2-тактных поршневых двигателей внутреннего сгорания в общем виде представляет огромные трудности и с некоторым приближе­ нием его можно произвести, используя дифференциальные уравне­

бора сечений f и время-сечений ^ fdx органов газораспределения,

i

обеспечивающих своевременный и полный выпуск отработанных продуктов сгорания и впуск необходимого количества свежего за­ ряда. При этом, схематизируя весь процесс, принимают поток га­ зов одномерным и установившимся, а также делают ряд допуще­ ний, в том числе принимаются постоянными давление в продувочном ресивере рк и выпускном коллекторе рг; остальные допущения бу­ дут отмечены в соответствующем месте.

174

Таким путем получают общее выражение для скорости истечения

w (формула 235) и общее выражение для секундного расхода газа G (формула 236), пользуясь которыми вычисляют время-

сечение основных фаз (периодов) процесса газообмена 2-тактных дви­

Значение функции <]>, как видно из формулы 237, зависит от при­

роды газа (k) и отношения у - — и; в случае, если это отношение

равно или больше критического икр (см. стр. 183), что соответствует протеканию процесса в надкритической области с постоянной ско­ ростью, то функция 6 принимает максимальное (постоянное значение)

и не зависит от отношения — ,

Pi

175

(2 3 8 )

к + 1 '

при D oKp

В дифференциальной форме уравнение расхода газа (236) будет иметь вид (за время d~):

(239)

б) Основные выражения процесса газообмена

Как уже отмечалось, при расчете отдельных периодов процесса газообмена определяется время-сечение, для чего используют фор­ мулы (239) или (240), придавая им следующий вид:

(241)

1) Расчет периода свободного выхлопа

Вывод расчетных формул для периода свободного выхлопа представляет наибольшие трудности и поэтому имеются различные методы и способы решения этого вопроса [1; 13; 28—30; 43].

Схематизируя и упрощая явления, можно рассматривать сво­ бодный выпуск как процесс истечения газов при изменяющемся давлении в цилиндре рц ; изменяющемся сечении выхлопных орга­ нов газораспределения и изменяющемся объеме рабочего цилин­ дра (по мере движения поршня). Затем можно ввести ряд прием­ лемых допущений, облегчающих получение конечных выводов, а

именно Ш- 1) Вместо переменного объема рабочего цилиндра, в расчетах

берется средний объем за период истечения

продувочного воздуха (или рабочей смеси);

Vh = Vc + Vs{ \ - a * )

V a - V ' + V A l - O r , ) »

( 2 4 2 ')

V*i=Ve + Vt (1 —а'п) »

или

^ (1 ,0 3 — 1,05) Vа »

176

В этой таблице меньшие значения коэффициентов относятся к более быстроходным двигателям.

Давление в цилиндре в момент начала продувки—■рц> (точка d' — рис. 74) определяется [13] из выражения

где а — коэффициент (см. табл. 19).

рг ата— давление в выхлопном коллекторе.

Формулы (244, 245) можно преобразовать для определения давле­ ния pd или ра', решая уравнения относительно рц с соответствую­ щими заменами рц , Уц и J /в dx, получим формулы (247).

При протекании свободного выхлопа:

1) в подкритической области (kd' — рис. 74).

Pd' = ---------------- ---------------- -------------------------------------------

[ J /»<*Т + 0,59 + 0,091п ^ ] ( - ^ - ) ° ' П5- 0 ,4 9 6

ч

При определении давления газов в цилиндре в момент начала открытия продувочных окон — рй (точка d — на рис. 74) в формулах

г Ср--------g—

178