17 увеличение температуры подогрева свежего заряда поступающего в цилиндры влияет (2 видео)

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.

Видео:Вместо автозапуска, простой и дешевый прогреватель двигателя!Скачать

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.

Видео:КАК ПРЕДПУСКОВОЙ ПОДОГРЕВАТЕЛЬ УБИВАЕТ ВАШ ДВИГАТЕЛЬСкачать

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.

Читайте также: Невесомая нить перекинутая через блок в виде сплошного цилиндра

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.

Видео:Секретные похороны российских военных ПитербургСкачать

17 увеличение температуры подогрева свежего заряда поступающего в цилиндры влияет

Из уравнений видно, что на величину коэффициента наполнения влияют давление ра и температура Та в конце впуска, подогрев заряда AT, коэффициент остаточных газов уост, температура Тг, а также степень сжатия е. Наибольшее влияние оказывает величина — или —. РоРп

Значения этих величин, как было показано выше, зависят от ряда факторов. При подготовке к производству новых образцов двигателей стремятся по возможности уменьшить отрицательное влияние этих факторов на наполнение двигателя. Тщательная обработка внутренней поверхности впускного трубопровода и рациональная его конструкция с наименьшим числом поворотов обеспечивают снижение сопротивлений во впускной системе; более совершенная организация выпуска отработавших газов способствует уменьшению количества остаточных газов; возможность регулирования обогрева впускного трубопровода позволяет в карбюраторных двигателях избежать чрезмерного подогрева свежего заряда.

Читайте также: Лифан солано 2010 главный цилиндр сцепления

Наполнение двигателя при постоянном числе оборотов и изменении нагрузки. Изменение нагрузки в карбюраторных двигателях при постоянном числе оборотов коленчатого вала достигается перемещением дроссельной заслонки, в результате этого уменьшается или увеличивается количество поступающей в цилиндр горючей смеси.

При снижении нагрузки дроссельную заслонку прикрывают, вследствие уменьшения проходного сечения гидравлические сопротивления во впускной системе возрастают, что приводит к понижению давления ра. Штриховой линией показана индикаторная диаграмма газообмена при прикрытой дроссельной заслонке. Из диаграммы видно, что в этом случае в процессе впуска давление в цилиндре понижается, вследствие чего коэффициент наполнения уменьшается.

Во впускной системе дизелей отсутствуют какие-либо устройства, изменяющие количество подаваемого в цилиндр воздуха, так как изменение нагрузки в дизеле достигается регулированием количества впрыскиваемого топлива. Следовательно, при постоянном числе оборотов коленчатого вала гидравлические сопротивления во впускной системе дизеля остаются неизменными.

На величину коэффициента наполнения в дизеле при изменении нагрузки влияет только подогрев воздуха.

При увеличении нагрузки из-за выделения большего количества теплоты повышается температура стенок цилиндра, днища поршня и головки цилиндров. В результате этого по мере увеличения нагрузки поступающий в цилиндр воздух подогревается больше, и коэффициент наполнения несколько снижается.

Видео:Как существенно увеличить температуру факела пропаново-воздушной китайской горелки.Скачать

Наполнение двигателя при переменных числах оборотов. Как видно из уравнения , потери давления во впускной системе прямо пропорциональны квадрату скорости движения заряда.

При повышении числа оборотов двигателя скорость движения заряда во впускной системе увеличивается примерно пропорционально числу оборотов. В связи с этим растут соответственно гидравлические сопротивления, а давление ра понижается. Такая же картина наблюдается и в выпускной системе, где с повышением числа оборотов растет давление остаточных газов рг и увеличивается их количество.

При повышении скоростного режима подогрев заряда из-за сокращения времени соприкосновения его с горячими стенками уменьшается.

Как показали опыты, у большинства автомобильных двигателей подогрев по сравнению с возрастающими сопротивлениями на впуске и выпуске меньше влияет на г]у.

В результате совместного действия этих факторов после достижения скоростного режима, при котором при соответствующим образом подобранных фазах газораспределения гу имеет наибольшее значение, дальнейшее увеличение числа оборотов приводит к уменьшению коэффициента наполнения.

На рис. 48 показано изменение коэффициента наполнения карбюраторного двигателя и дизеля в зависимости от числа оборотов. Наибольшие коэффициенты наполнения rvУ обоих двигателей соответствуют определеннымчислам оборотов.

Снижение коэффициента наполнения и у при уменьшении числа оборотов объясняется усилением подогрева заряда вследствие увеличения промежутка времени, в течение которого он соприкасается со стенками, и несоответствием фаз газораспределения условиям газообмена при пониженном числе оборотов. Необходимо отметить, что при малых числах оборотов увеличивается утечка заряда через поршневые кольца (особенно у двигателей с большим износом поршневых колец и зеркала цилиндра).

Из рис. 48 видно, что коэффициент наполнения rjyпри полной нагрузке у дизеля (кривая 2) несколько выше, чем у карбюраторного двигателг (кривая 3) и меняется менее значительно в зависимости от скоростного режима. Это объясняется тем, что во впускной системе дизеля отсутствуют карбюратор и дроссельная заслонка,вследствиечегоГидравлическиесопротивления у него меньше.

У карбюраторного двигателя по мере прикрытия дроссельной заслонки из-за возрастающих сопротивлений коэффициент наполнения падает более резко (кривые 4 и 5). Такая зависимость коэффициента наполнения от числа оборотов при прикрытии дроссельной заслонки, как будет показано ниже, обеспечивает ограничение наибольшего числа оборотов при снижении нагрузки и

Видео:Датчик температуры всасываемого воздуха — как выглядит, где находится, как проверитьСкачать

Читайте также: У меня цилиндр cisa astral

устойчивую работу двигателя при наименьшем числе оборотов холостого хода.

В дизеле из-за уменьшения подогрева воздуха при снижении нагрузки коэффициент наполнения rvрастет. Кривая 1 показывает изменение коэффициента наполнения дизеля при его работе на холостом ходу.

Влияние степени сжатия. При изменении степени сжатия меняются условия подогрева заряда в цилиндре двигателя, а также количество остаточных газов и их температура. Влияние отдельных факторов при этом взаимно компенсируется. Опыты показали, что коэффициент наполнения практически независит отстепенисжатия.

Влияние размеров цилиндра, отношения хода поршня к диаметру цилиндра и расположения клапанов. При больших диаметрах цилиндра можно разместить клапаны большего диаметра. Увеличение диаметра впускного клапана позволяет осуществить процесс впуска при меньшей скорости движения заряда, что приводит к снижению гидравлических потерь и повышению коэффициента наполнения.

В настоящее время большое распространение получают корот-коходные двигатели, в которых отношение хода поршня к диаметру цилиндра меньше единицы. Одним из преимуществ этих двигателей, имеющих сравнительно большой диаметр цилиндра, является возможность размещения в головке цилиндров клапанов большого диаметрапри верхнем их расположении.

На рис. 49 показаны конструктивные схемы впускных каналов карбюраторных двигателей и дизелей. Верхнее расположение клапанов и соответствующая форма впускных каналов обеспечивает плавный впуск свежего заряда. В этом случае гидравлические сопротивления снижаются и коэффициент наполнения увеличивается. Кроме того, при наличии впускных каналов специальной формы образуется направленное движение рабочей смеси в цилиндре, необходимое для лучшего протекания процесса смесеобразования и сгорания.

Влияние фаз газораспределения. Коэффициент наполнения зависит от продолжительности и момента открытия и закрытия впускных и выпускных органов, т. е. от фаз газораспределения.

Влияние фаз газораспределения на коэффициент наполнения не поддается расчету, и их выбор производится опытным путем. С учетом влияния фаз газораспределения коэффициент наполнения для четырехтактного двигателя можно подсчитать по уравнению
коэффициент дозарядки, учитывающий дополнительное количество заряда, поступающего при движении поршня от н. м. т. до момента закрытия впускного клапана (линия а4, рис. 42, б).

Видео:Автомобильные хитрости для зимы, о которых мало кто знает.Скачать

коэффициент продувки, учитывающий дополнительную очистку цилиндров в период перекрытия клапанов при нахождении поршня вблизи в. м. т.

Для четырехтактных двигателей с наддувом вместо Т0 и р0 в уравнения (192), (193) и (194) необходимо подставлять значения Тк и рк.

Выбранные опытным путем фазы газораспределения обеспечивают оптимальные условия по наполнению для некоторого интервала изменения скоростного режима двигателя. Это означает, что для автомобильных двигателей, работающих в широком диапазоне изменения чисел оборотов коленчатого вала, нельзя подобрать фазы газораспределения так, чтобы они были наилучшими для всех случаев. Число оборотов, при котором производят подбор фаз, выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к двигателю при его эксплуатации.

Влияние колебательных явлений в трубопроводах. В трубопроводах автомобильных двигателей в процессе впуска и выпуска возникает колебательное движение газов, приводящее к образованию волн давления. Это явление можно использовать для увеличения массы поступающего в цилиндр заряда. Если, например, настроить выпускную систему так, чтобы к концу процесса выпуска в момент перекрытия клапанов в ней образовалось разрежение, то количество отработавших газов, вытекающих из цилиндра, увеличится, а уос?„ уменьшится. В результате этого в цилиндр двигателя поступит большее количество свежего заряда.