Эти программы позволяют учитывать конфигурацию камеры сгорания, кинематику кривошипно-шатунного механизма и газораспределительного механизма, параметры топливоподачи, состав топлива, параметры окружающей среды и другие факторы.
С использованием численных методов можно оценивать параметры рабочего цикла ДВС и токсичность продуктов сжигания.
По свидетельству авторов при использовании численных методов для моделирования рабочего цикла ДВС удается достичь практически 100% совпадения расчетов и эксперимента.
51) Организация рабочего процесса в ДВС.
На порядок работы двигателя оказывают влияние его тип и конструктивное исполнение. Так, у коленчатого вала рядного четырехцилиндрового двигателя шатунные шейки расположены попарно под углом 180°: две крайних к двум средним. По этой причине поршни цилиндров 1 и 4 при работе двигателя перемещаются одновременно в одном направлении, а поршни цилиндров 2 и 3 — в противоположном. Если в цилиндре 1 происходит рабочий ход, то в цилиндре 4 в это время происходит
впуск. При этом поршни цилиндров 2 и 3 будут двигаться вверх, совершая соответственно выпуск и сжатие. Следовательно, порядок работы цилиндров двигателя: 1—3—4—2.
Порядок работы четырехтактного рядного двигателя может быть и другим, например, 1—2—4—3. При одном и том же расположении шатунных шеек коленчатого вала отличие порядка работы двигателя связано с другой последовательностью открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, что зависит от конструкции газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя.
Порядок работы двигателя необходимо знать для правильной установки зажигания, а также для регулировки ГРМ.
52) Основные типы камер сгорания.
Типы:
-разделенные
-полуразделенные
-неразделенные
1. Разделенные камеры сгорания Разделенные камеры сгорания состоят из двух отдельных объемов,
соединяющихся между собой одним или несколькими каналами:
-предкамеру
-вихревую камеру
Вихревая камера располагается в головке блока цилиндров, либо в самом блоке.
Для разделенных камер сгорания характерно пленочное смесеобразование – топливно-воздушная смесь образуется в результате испарения топлива со стенок камеры сгорания. Процесс смесеобразования начинается и происходит в предкамере. Там же начинается процесс воспламенения, который заканчивается в основной камере.
2. Полуразделенные камеры сгорания
При полуразделенной камере сгорание топливо впрыскивается в специальную полость в поршне, где и начинается возгорание
Полуразделенные камеры сгорания – камеры, образованные глубокими полостями в головке поршня. Процессы горения топливовоздушной смеси в таких камерах сходны с процессами горения в разделенных камерах,
при этом впрыск топлива в полость поршня благотворно влияет на его охлаждение во время работы.
3. Неразделенные камера сгорания Имеет один лишь объем и простейшую форму, согласованную с
направлением, числом и размером топливных потоков впрыскиваемого топлива.
-незначительные размеры, т.е. небольшая охлаждающая поверхность.
-следовательно, низкие потери тепловой энергии
-следовательно, неплохие пусковые и экономические показатели двигателя
-разнообразные формы камер сгорания (в днищах поршней (часто); в головке блока цилиндров; частично в днищах поршней, частично в головке)
53) Генерация вихря при впуске.
Для генерации вихря при впуске используются завихрители, ширмы на клапанах, винтовая форма впускного канала или тангенциальное расположение канала, вихревая заслонка перед впускным клапаном.
При излишнем завихрении ухудшается заполнение (поэтому при использовании двух впускных клапанов на цилиндр один впускной канал используют для завихрения, а другой для заполнения).
Способы смесеобразования:
-внешнее
-внутреннее
В обоих случаях для оптимизации процессов смесеобразования, улучшения коэффициентов наполнения и остаточных газов крайне важно правильное профилирование впускных каналов. Для ДВС с 4 клапанами на цилиндр и в зависимости от способа смесеобразования применяется тангенциальные и винтовые каналы.
Другие способы генерации вихря:
В дизелях применяется вихрекамерная камера сгорания. Смешиванию в таком случае способствуют расположенные на донышке поршня кругообразные выточки.
Топливо под давлением 120-150 бар подается через форсунку с одним отверстием в вихревую камеру, где воспламеняется и частично сгорает. Сгорание остального топлива завершается в основной камере, куда оно выбрасывается через горловину вихревой камеры. Экономичность и пусковые качества – примерно такие же, как в случае предкамерного смесеобразования. Коэффициент избытка воздуха a = 1,4…1,6.