Остаточные газы.

В процессе выпуска не удаётся полностью удалить из цилиндра продукты сгорания, занимающие некоторый объём. Остаточные газы, расширяясь и смешиваясь с поступающим свежим зарядом, ухудшают наполнение цилиндров. Количество остаточных газов характеризуется коэффициентом остаточных газов , равным отношению количества молей остаточных газов М_r и свежего заряда М₁, т.е.

,

чем больше степень сжатия , тем меньше относительный объём, занимаемый остаточными газами, тем ниже коэффициент остаточных газов.

Давление Р_r, и температура Т_r оказывают влияние на коэффициент _r вследствие изменения плотности остаточных газов. При повышении Р_r и уменьшении Т_r плотность остаточных газов в объёме V_c увеличиваются, что и определяется соответствующее повышение _r.

Следовательно, возрастание сопротивления выпускной системы (например, при установки глушителя, турбины и т.п.), а также увеличение частоты вращения n коленчатого вала вызывают повышение _r. При отсутствии продувки коэффициент остаточных газов на режиме максимальной мощности изменяется в пределах 0,05-0,12 для карбюраторных двигателей и 0,02-0,06 для дизелей.

Продувка цилиндров, уменьшая количество остаточных газов и увеличивая пополнение цилиндров свежим зарядом, вызывает снижение _r.

Подогрев свежего заряда.

Температура свежего заряда, поступившего в цилиндр, выше его температуры в исходном состоянии на величину подогрева ΔТ во впускной системе двигателя. Подогрев уменьшает коэффициент наполнения.

В карбюраторном двигателе на ΔТ оказывает влияние как передача теплоты от элементов впускной системы, так и затраты части теплоты на испарение топлива в карбюраторе и впускном трубопроводе. Если впускной трубопровод не имеет интенсивного подогрева, то считают, что эти два фактора компенсируют один другой, т.е. ΔТ=0.

Для более интенсивного испарения топлива в карбюраторных двигателях обычно применяют подогрев впускного трубопровода теплоносителем системы охлаждения или отработавшим газом. В этом случае ΔТ>0. Степень подогрева целесообразно увеличить до тех пор, пока повышение мощности и топливной экономичности двигателя путём лучшего испарения топлива будет компенсировать снижение этих показателей вследствие уменьшения коэффициента наполнения.

Влияние нагрузки на наполнение при постоянной частоте вращения коленчатого вала.

Изменение нагрузки в карбюраторных двигателях при постоянной частоте вращения коленчатого вала достигается перемещением дроссельной заслонки, а у дизеля – зубчатой рейки топливного насоса. При этом соответственно изменяется количество поступающей в цилиндр горючей смеси или топлива.

Для получения максимальной мощности карбюраторного двигателя заслонку открывают полностью, в цилиндр поступает наибольшее количество горючей смеси, коэффициент наполнения имеет максимальное значение. При снижении нагрузки дроссельную заслонку прикрывают, проходное сечение уменьшается, гидравлическое сопротивление впускной системы возрастает, что приводит к понижению давлений Р_а, а следовательно, и η_u. Изменение коэффициента остаточных газов _r и наполнения η_u, а также давления Р_а в зависимости от степени открытия дроссельной заслонки φ_отк в карбюраторном двигателе показано на рис.4.

Дизели во впускной системе не имеют устройств для изменения количества подаваемого в цилиндр воздуха, так как изменение их мощности достигается путём регулирования цикловой подачи топлива. Следовательно, при постоянной частоте вращения коленчатого вала гидравлического сопротивления впускной системы с изменением нагрузки не меняются. Коэффициент η_u в этом случае изменяется только вследствие влияния подогрева воздуха из-за изменения температур стенок цилиндра, днища поршня, головки цилиндра. На рис.5 показана зависимость η_u и ΔТ от нагрузки транспортного дизеля. С увеличением нагрузки η_u уменьшается незначительно из-за подогрева.