Влияние частоты вращения коленчатого вала.

При изменении частоты вращения коленчатого вала и работе двигателя с полной нагрузкой на качество наполнения влияет сопротивление в впускной системе, подогрев заряда и остаточных газов. Кроме того, значительное влияние оказывают фазы газораспределения и волновые процессы во впускной и выпускной системах. На рис.6 показано изменение отдельных факторов, влияющих на η_u, в зависимости от частоты n вращения коленчатого вала. С повышением n сопротивление впускной системы возрастает пропорционально квадрату частоты вращения вала, в результате давление Р_а (кривая 3) снижается. Температура подогрева заряда ΔТ (кривая 4) уменьшается вследствие сокращения времени теплообмена. Коэффициент остаточных газов несколько увеличивается. В результате слияния всех этих факторов на скоростном режиме, для которого фазы газораспределения являются оптимальными, η_u имеет максимальное значение. С повышением частоты вращения η_u (кривая 1) растёт, а затем, после максимального значения снижается. Аналогично изменяется и количество воздушного заряда G₃ (кривая 2), поступающего в цилиндры двигателя. Уменьшение η_u от максимального значения при снижении частоты вращения объясняется несоответствием выбранных фаз скоростному режиму и выталкиванием заряда в конце впуска обратно во впускную систему, а при повышении частоты вращения – увеличением сопротивления на впуске и влияние других факторов.

Коэффициент остаточных газов _r (кривая 5) при повышении частоты вращения линейно растёт. На рис.7 показана зависимость для дизеля и карбюраторного двигателя. Кривая 3 характеризует изменение η_u для карбюраторного двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке. При уменьшении нагрузки, когда дроссельная заслонка приоткрыта, а сопротивление впускной системы увеличивается, с повышением частоты вращения коэффициент η_u уменьшается более интенсивно (кривые 4 и 5).

Для дизеля при полной нагрузке коэффициент наполнения больше (кривая 2), чем для карбюраторного двигателя, а характер изменения η_u более плавный на режиме холостого хода из-за меньшего подогрева заряда η_u дизеля больше (кривая 1), чем при работе под нагрузкой.

В определённом диапазоне частот вращения коленчатого вала коэффициент наполнения η_u можно повысить при использовании колебательного движения воздуха и газа во впускном и выпускном трубопроводах, приводящее к изменению давления. При настройке выпускной системы таким образом, чтобы к концу выпуска в ней образовалось разряжение, количество отработавших газов, удаляемых из цилиндра, увеличивается, а _r уменьшается. При этом в цилиндры поступит больше свежего заряда. Аналогичный эффект можно получить, если к концу впуска в трубопроводе у впускного клапана давление будет выше атмосферного. Такой метод увеличения массы заряда получил название инерционного наддува.

Влияние степени сжатия.

Повышение степени сжатия Е при сохранении других показателей без изменения приводит к возрастанию коэффициента наполнения. Заметим, что при увеличении Е и другие параметры (коэффициент и температура остаточных газов, температура заряда и т.п.). В зависимости от того, какой из факторов оказывает большее влияние, η_u с изменением Е может увеличиться или уменьшиться. Экспериментальные исследования показывают, что степень сжатия на η_u влияет незначительно.