Действительные циклы двс". Отличие действительных циклов от теоретических. Индикаторные диаграммы. Индикаторная диаграмма двс с искровым зажиганием
Рабочие процессы четырехтактного двс с искровым зажиганием. Принцип действия.
1 такт: впуск (
;
).
Впускной клапан открыт, поршень двигается к НМТ. В цилиндре создается разряжение и свежая ТВС поступает в цилиндр. Свежая смесь смешивается с оставшимися газами и образует рабочую смесь.
2 такт: сжатие (
;
Клапаны закрыты, поршень движется к ВМТ, сжимая рабочую смесь, повышается давление и температура. В конце сжатия смесь воспламеняется от электрической искры.
3 такт: рабочий ход (
;
).
Клапаны закрыты, в результате горения повышается 
и
, смесь расширяется и толкает поршень вниз. Передается усилие на коленвал, заставляя его вращаться и совершать полезную работу.
4 Такт: выпуск.
Выпускной клапан открыт, поршень движется к ВМТ, выталкивая в атмосферу продукты сгорания из цилиндра.
Полезная механическая работа на валу двигателя создается только во время рабочего хода. Остальные 3 такта работу не создают и происходит за счет энергии маховика и работы других цилиндров.
Термодинамический цикл ДВС.
Д
опущения к идеальному циклу:
рабочее тело – идеальный газ с неизменными физическими свойствами;
теплоемкость рабочего тела постоянна во всех процессах;
подвод и отвод тепла происходит мгновенно при
;процессы газообмена отсутствуют;
процессы сжатия и расширения адиабатные.
Термодинамический цикл используется для оценки совершенства действительного цикла двигателя.
Действительный цикл ДВС (индикаторная диаграмма рабочего процесса ДВС).
Индикаторная диаграмма – это диаграмма изменения давления в цилиндре за цикл.
В
действительном (реальном) цикле ДВС для интенсификации отдельных процессов клапаны открываются и закрываются не в «мертвых» точках, а с некоторым опережением или запаздыванием. Поэтому все процессы действительного цикла не соответствуют тактам.
–впуск;
–сжатие;
–сгорание;
–расширение;
–выпуск.
Процессы действительного рабочего цикла.
Процессы газообмена.
Э
то процессывпуска и выпуска, а ходы поршня называются насосные ходы.
Фазы газораспределения – это продолжительность и последовательность открытия клапанов. Задаются в виде углового положения кривошипа относительно ВМТ и НМТ.
выпускной клапан
–опережения открытия;
;
–запаздывание закрытия;
.
впускной клапан
–опережения открытия;
;
–запаздывание закрытия;
.
–фаза перекрытия клапанов (открыты оба клапана)
(при наддуве).
Периоды процесса газообмена.
– выхлоп
В момент открытия выпускного клапана 
газ в цилиндре обладает избыточным давлением
. В результате большого перепада давления между цилиндром и атмосферой, до 90% газов покидают цилиндр самоистечением. При протекании газов вокруг выпускного клапана их скорость возрастает до сверхзвуковой, поэтому период выхлопа сопровождается шумом.
–выталкивание
и 
меняется незначительно. 
–продувка камеры сгорания
П
родувка необходима для удаления продуктов сгорания из объема камеры сгорания (
). При этом часть свежей смеси теряется через выпускной коллектор.
–период наполнения
Происходит при движении поршня от ВМТ (разряжение).
При перемещении поршня к ВМТ в такте сжатия на начальном участке давление в цилиндре меньше 
и свежая смесь способна поступать в цилиндр. Когда давление в цилиндре превысит
, смесь поступает еще некоторое время по инерции за счет скоростного напора.
studfiles.net
Действительные циклы двс". Отличие действительных циклов от теоретических. Индикаторные диаграммы
Действительные циклы, совершающиеся в цилиндрах реальных двигателей, существенно отличаются от рассмотренных теоретических циклов. В действительном цикле состав и количество газа не постоянны. После окончания каждого действительного цикла отработавший газ не остается в цилиндре, а удаляется из него, уступая место новому заряду, т.е. действительный цикл по существу является разомкнутым. В действительном цикле процессы сжатия и расширения протекают при наличии теплообмена между газом и стенками цилиндра, т.е. по политропам с переменными показателями. Процесс сгорания, протекающий при переменном объеме и давлении, характеризуется конечными скоростями и заканчивается по линии расширения. Теплоемкость рабочего тела в действительном цикле не остается постоянной. В действительном цикле имеют место тепловые и гидравлические потери при процессах наполнения цилиндра свежим зарядом и его освобождения от отработавших газов. Действительные циклы двигателей изображается в виде индикаторной диаграммы в «p-v» координатах, которые получают экспериментальным путем с помощью специального прибора, называемого индикатором.
Рассмотрим действительный цикл четырехтактного двигателя, состоящий из процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска, которые совершаются за четыре такта (хода поршня) или за два оборота коленчатого вала. В индикаторной диаграмме процессы сжатия и расширения являются термодинамическими, а впуска и выпуска при которых изменяется масса рабочего тела - механическими.
Индикаторная диаграмма четырехтактных двигателей представлена на рис.3.1.
Рис. 3.1 Индикаторные диаграммы четырехтактных двигателей: а - карбюраторного; б - дизельного
Процесс впуска в двигателях предназначен для зарядки цилиндров топливовоздушпой смесью или только воздухом (в дизелях). Впускной клапан открывается с некоторым опережением, до В.М.Т. (точка г), чтобы получить к моменту прихода поршня в Н.М.Т. большее проходное сечение у клапана. Впуск свежего заряда в цилиндр осуществляется за два периода. В первом периоде заряд поступает при перемещении поршня от В.М.Т. к Н.М.Т. вследствие разряжения, создающегося в цилиндре (линия r-а). Во второй период впуск смеси происходит при перемещении поршня Н.М.Т. к В.М.Т. в течении 40.. .70° повороте колен.вала за счет разности давления (Ро-Ра) и скоростного напора заряда (линия а-а// ). Впуск заканчивается в момент закрытия впускного клапана (точка а//). Процесс впуска на индикаторной диаграмме изображается линией r-а-а".
Процесс сгорания и последующего расширения газов являются главными рабочего цикла ДВС. Именно в этих процессах осуществляется превращение химической энергии топлива сначала в тепловую, а затем и в механическую работу.
Сжимаемая по политропному процессу рабочая смесь с некоторым опережением по отношению к В.М.Т.(точки с/) для карбюраторных двигателей (рис.3.1 а) зажигается искрой от электрозаряда. Пламя от очага воспламенения распространяется по всему объему камеры сгорания с большой скоростью (30 - 50 м/с) обеспечивая выделение теплоты в близи В.М.Т. При этом давление и температура существенно возрастают и формируется высокий термодинамический потенциал рабочего тела. Продолжительность процесса сгорания составляет около 30.. .40° поворота коленчатого вала; при этом резко повышаются давление и температура.
В процессе расширения газов получается полезная работа, давление и температура понижаются по закону политропы. К моменту открытия выпускного клапана (точки в/) давление тазов в цилиндре больше, чем давление окружающей среды, и в начальной стадии выпуска, отработавшие газы выходят из цилиндра с критической скоростью; после Н.М.Т. газы выталкиваются из цилиндра поршнем. Процесс выпуска (очистки) цилиндра от отработавших газов (линия в/ r/ r а/) заканчивается к моменту закрытия выпускного клапана (точка а').
Для четырехтактного дизельного двигателя со свободным впуском (без наддува) точка с/ (рис.3.16) отмечает момент начала впрыскивания топлива в пространство сжатия. Далее происходит перемешивание распыленного топлива с воздухом, нагревание его, испарение, химические преобразования и воспламенения за счет высокой температуры сжатого воздуха. Сгорание топлива сначала сопровождается резким повышением давления и температуры, а затем происходит дальнейшее повышение температуры при сравнительно незначительном повышении давления (участок Z рис.3.16).
После сгорания происходит политропное расширение (линии Z - в), которое заканчивается в момент открытия выпускного клапана (точка в/).
Выпуск отработавших газов занимает полный ход поршня и, кроме того, часть рабочего хода и впуска (участок в/ r/ r а/).
На рис.3.1 приведены индикаторные диаграммы, характеризующие протекание действительного цикла для 4х-тактных двигателей при нормальном техническом состоянии. Вид диаграммы (рис.3.1а) может существенно измениться при нарушении регулировок состава смеси и опережения зажигания, применением бензиновых топлив с низкой детонационной стойкостью и по другим причинам. Процесс сгорания и его отражения на индикаторной диаграмме (рис.3.16) существенно зависит от степени сжатия, физико-химических свойств топлива, состава смеси, угла опережения впрыска топлива, характера топливоподачи, интенсивности завихрения и других факторов.
Индикаторная диаграмма может быть использована в целях диагностирования протекания рабочего цикла.
studfiles.net
Анализ процесса сгорания в двс по индикаторной диаграмме.
Двигатели с искровым зажиганием
Рис. 31.Основные периоды сгорания в двигателях с искровым зажиганием
Первый период – период начального горения. Этот период продолжается от момента возникновения искры до момента интенсивного развития пламени (образование развитого фронта турбулентного пламени). В этот период возникает очаг воспламенения, но фронт пламени от этого очага распространяется достаточно медленно и доля сгоревшей смеси настолько мало, что возрастание давления на индикаторной диаграмме не удается обнаружить.
Второй период – период основного и быстрого сгорания. Длительность данного периода 25 – 30 п.к.в. и заканчивается при достижении давлением максимального значения Рmax. По мере увеличения размеров начального очага пламени все в большей степени начинает сказываться положительное воздействие на скорость сгорания турбулентных пульсаций. В данной фазе скорость распространения пламени примерно пропорциональна интенсивности турбулизации. Максимальная мощность и наилучшая экономичность экономичность достигаются при такой организации процесса сгорания, когда начало и конец основной фазы будут распределены примерно симметрично относительно ВМТ. Это возможно при соответствующей установке момента зажигания. Угол в °п.к.в. от момента проскальзывания искры до ВМТ – угол опережения зажигания. Угол должен быть тем больше, чем больше длительность первого периода, а так же тем медленнее развивается сгорание во втором периоде.
Скорость тепловыделения в основной фазе определяет «жесткость работы», т.е. нарастание давления по углу п.к.в. Для карбюраторных двигателей 
= 0,15…0,25. С увеличением «жесткость работы» возрастает. В данный период выделяется 70 – 80% теплоты.
Третий период – догорание. После достижения давлением величины Рzmax сгорание не заканчивается и температура газов продолжает возрастать, достигая максимального значения Тzmax. Однако изменение скорости тепловыделения вследствие достижения фронтом пламени большей части камеры сгорания стенок, приводит к тому, что повышение давления в результате сгорания уже не может компенсировать его падение из-за расширения газов, вызываемого движением поршня вниз и теплоотдачей в стенки.
В этом периоде смесь горит в пристеночных слоях, где масштабы турбулентных пульсаций заметно меньше, чем в объёме камеры сгорания. Отдельные объёмы смеси догорают за фронтом пламени, особенно когда зона турбулентного горения имеет большую глубину. В этот период выделяется 10% теплоты и заканчивается за 25 – 30 после ВМТ. При неправильной установке зажигания догорание может происходить в выхлопной трубе.
Анализ процесса сгорания дизеля по индикаторной диаграмме.
Рис. 32. Основные периоды горения в дизельных двигателях.
Первый период – период индикаторной задержки самовоспламенения (индукции). Начинается с момента впрыска топлива в цилиндр (10 – 25 п.к.в. до ВМТ) и продолжается до момента видимого горения, когда давление в цилиндре становится в результате выделения теплоты выше давления при сжатии воздуха без подачи топлива (момент соответствует отрыву индикаторной диаграммы от диаграммы прокрутки).
Период индукции включает в себя время, необходимое для распада струи на капли, некоторого продвижения капель по объему камеры сгорания, прогрева, частичного испарения и смешивания топливных паров с воздухом. В течение данного периода развиваются предпламенные реакции, возникают очаги самовоспламенения, давление и температура начинают возрастать вследствие выделения теплоты.
Количество подаваемого топлива: при объёмном смесеобразовании – 27 – 39%; вихревом – 90 – 95%; объёмно-пленочном – 62-74%.
Продолжительность периода 0,002 – 0,006 с или 10 – 15 п.к.в.
Второй период – период начального горения. Состоит из двух составляющих:
Заканчивается через 5 – 10 п.к.в. после ВМТ и к концу этого периода впрыскивается до 90% топлива.
Период быстрого горения характерен бурным развитием процесса с высокими скоростями возгорания, интенсивным ростом давления и температуры. Скорость сгорания возрастает практически мгновенно от 0 до максимума, которая сохраняется в течение всего процесса сгорания и определяет «жёсткость» процесса – изменение давления на п.к.в.
= 0,25…0,35 МПа/град – для пленочного смесеобразования;
= 0,35…0,45 МПа/град – для объемно-пленочного;
= 0,8…1,2 МПа/град – для объемного.
От «жесткости» зависит интенсивность износа деталей двигателя, моторесурс, уровень шума, экологические показатели. Повышенная жесткость сгорания ограничивает применение в дизельных двигателях более легких топлив. Снижают «жесткость» следующие мероприятия:
уменьшение первоначально воспламеняемой порции топлива
растяжение процесса сгорания во времени
Характер тепловыделения в периоде управляемого горения определяется скоростью подаваемого в цилиндр топлива. Сгорание топлива в этом периоде происходит при высоких значениях коэффициента избытка воздуха . Большое влияние на ход реакции оказывает характер распространения струй.
В данном периоде выделяется до 30% теплоты.
Третий период – период замедленного горения. Заканчивается через 40 – 60 п.к.в. после ВМТ при достижении температурой максимального значения Тmax. Максимум температуры цикла всегда достигается позже максимума давления. Это связано с тем, что после завершения второго периода может происходить интенсивное тепловыделение. Процесс горения носит диффузионный характер при интенсивном перемешивании. Топливо подается в пламя. Тепловыделение в принципе является управляемым. В этом периоде заканчивается подача топлива. К концу периода резко уменьшается и количество промежуточных продуктов реакций и увеличивается количество конечных продуктов окисления.
Так как изменения давления в этом периоде уже не определяют динамическую напряженность цикла, необходимо стремиться к интенсификации третьего периода. К концу данного периода сгорает до 70% впрыснутого топлива.
Четвертый период – догорание. Распространяется на большую часть процесса расширения и заканчивается через 70 – 80 п.к.в. после ВМТ. В этот период выделяется 15-20% теплоты, процесс идет замедленно, т.к. большую часть цилиндра заполняют продукты сгорания. Наличие данного процесса ухудшает экономические показатели.
Процесс догорания носит диффузионный характер. Если его не удается избежать, то для быстрейшего догорания необходимо обеспечить сохранение в цилиндре процессов перемешивания продуктов сгорания с окислителем.
studfiles.net
Значения параметров процесса сжатия - Курс лекции по ЭУТТ.. Вахламов
Значения параметров процесса сжатия| Параметр | Бензиновый двигатель | Дизель без наддува | Дизель с наддувом |
| Степень сжатия ε Давление в конце сжатия рc , МПа Температура в конце сжатия Тc ,К | 7,5... 10 1,2...2,2 600... 900 | 15...23 2,9...6,0 700... 900 | 12... 15 до 8,0 1000 |
Лекция 4: ПРОЦЕСС СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ, ВОСПЛАМЕНЕНИЕ И СГОРАНИЯ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЯХ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ.1. Процесс смесеобразование в двигателях с искровым зажиганием.
2. Воспламенение и сгорание топлива.
3. Нарушения сгорания.
4. Влияние различных факторов на процесс сгорания.Процессы смесеобразования и сгорания в двигателе с искровым зажиганием определяются физико-химическими свойствами топлива, способом его подачи (для бензина впрыскивание или карбюрация) или смесителем газового двигателя, а также режимом его работы.1. Процесс смесеобразование в двигателях с искровым зажиганием.
Комплекс взаимосвязанных процессов дозирования топлива и воздуха, распыливания и испарения топлива, а также перемешивания топлива с воздухом называется смесеобразованием. От состава и качества топливовоздушной смеси, полученной при смесеобразовании, зависит эффективность процесса сгорания.
В четырехтактных двигателях обычно организуют внешнее смесеобразование, которое начинается дозированием топлива и воздуха в форсунке, карбюраторе или в смесителе (газовый двигатель), продолжается во впускном тракте и завершается в цилиндре двигателя.
Различают два типа впрыскивания топлива: центральное — впрыскивание топлива во впускной трубопровод и распределенное — впрыскивание во впускные каналы головки цилиндров.Распыливание топлива при центральном впрыскивании и в карбюраторах начинается в период, когда струя топлива после ее выхода из отверстия форсунки или распылителя под воздействием сил аэродинамического сопротивления и за счет высокой кинетической энергии воздуха распадается на пленки и капли различных диаметров. По мере движения капли дробятся на более мелкие. С повышением мелкости распыливания растет суммарная поверхность капель, что приводит к более быстрому превращению топлива в пар.
С увеличением скорости воздуха мелкость и однородность распыливания улучшаются, а при большой вязкости и поверхностном натяжении топлива — ухудшаются. Так, при пуске карбюраторного двигателя распыливания топлива практически нет.
При впрыскивании бензина качество распыливания зависит от давления впрыскивания, формы распыливающих отверстий форсунки и скорости течения топлива в них.
В системах впрыскивания наибольшее применение получили электромагнитные форсунки, к которым топливо подводится под давлением 0,15...0,4 МПа для получения капель требуемого размера.
Распыливание пленки и капель топлива продолжается при движении топливовоздушной смеси через сечения между впускным клапаном и его седлом, а на частичных нагрузках — в щели, образуемой прикрытой дроссельной заслонкой.
Образование и движение пленки топлива возникает в каналах и трубопроводах впускной системы. При движении топлива из-за взаимодействия с потоком воздуха и гравитации оно частично оседает на стенках впускного трубопровода и образует топливную пленку. Из-за действия сил поверхностного натяжения, сцепления со стенкой, тяжести и других сил скорость движения пленки топлива в несколько десятков раз меньше скорости потока смеси. С пленки потоком воздуха могут срываться капельки топлива (вторичное распыливание).
При впрыскивании бензина обычно в пленку попадает 60...80 % топлива. Ее количество зависит от места установки форсунки, дальнобойности струи, мелкости распыливания, а в случае распределенного впрыскивания в каждый цилиндр — и от момента его начала.
В карбюраторных двигателях на режимах полных нагрузок и малой частоты вращения до 25% от общего расхода топлива попадает в пленку на выходе из впускного трубопровода. Это связано с небольшой скоростью потока воздуха и недостаточной мелкостью распыливания топлива. При прикрытии дроссельной заслонки количество пленки во впускном трубопроводе меньше из-за вторичного распыливания топлива около заслонки.Испарение топлива необходимо для получения однородной смеси топлива с воздухом и организации эффективного процесса сгорания. Во впускном канале, до поступления в цилиндр, смесь является двухфазной. Топливо в смеси находится в газовой и жидкой фазах.
При центральном впрыскивании и карбюрации для испарения пленки впускной трубопровод специально подогревают жидкостью из системы охлаждения или отработавшими газами. В зависимости от конструкции впускного тракта и режима работы на выходе из впускного трубопровода в горючей смеси топливо на 60...95 % находится в виде паров.
Процесс испарения топлива продолжается и в цилиндре во время тактов впуска и сжатия, а к началу сгорания топливо испаряется практически полностью.
При распределенном впрыскивании топлива на тарелку впускного клапана и работе двигателя на полной нагрузке испаряется 30...50 % цикловой дозы топлива до поступления в цилиндр. При впрыскивании топлива на стенки впускного канала доля испарившегося топлива возрастает до 50...70 % благодаря увеличению времени на его испарение. Подогрев впускного трубопровода в этом случае не нужен.
Условия для испарения бензина на режимах холодного пуска ухудшаются, а доля испарившегося топлива перед поступлением в цилиндр при этом составляет лишь 5... 10%.
Неравномерность состава смеси, поступающей в разные цилиндры двигателя, при центральном впрыскивании и карбюрации определяется разной геометрией и длиной каналов (неодинаковым сопротивлением ветвей впускного тракта), разницей скоростей движения воздуха и паров, капель и, главным образом, пленки топлива.
При неудачной конструкции впускного тракта степень равномерности состава смеси может достигать ±20%, что существенно снижает экономичность и мощность двигателя.
Неравномерность состава смеси зависит также от режима работы двигателя. При центральном впрыскивании и в карбюраторном двигателе с ростом частоты вращения улучшаются распыливание и испарение топлива, поэтому неравномерность состава смеси снижается. Смесеобразование улучшается при уменьшении нагрузки двигателя.
При распределенном впрыскивании неравномерность состава смеси по цилиндрам зависит от идентичности работы форсунок. Наибольшая неравномерность возможна на режиме холостого хода при малых цикловых дозах.
Организация внешнего смесеобразования газовых автомобильных двигателей подобна карбюраторным двигателям. Топливо в воздушный поток вводится в газообразном состоянии. Качество топливовоздушной смеси при внешнем смесеобразовании зависит от температуры кипения и коэффициента диффузии газа. При этом обеспечивается формирование практически однородной смеси, а ее распределение по цилиндрам равномернее, чем в карбюраторных двигателях.2. Воспламенение и сгорание топлива.Для получения высокого индикаторного КПД двигателя необходимо полностью и своевременно сжечь топливо и выделить топливо при нахождении поршня вблизи ВМТ. Скорость сгорания смеси зависит от ее однородности и турбулизации в камере сгорания. О качестве сгорания можно судить по индикаторной диаграмме (рис. 4.1), на которой условно выделяют три фазы. 
Рис. 4.1. Индикаторная диаграмм двигателя с искровым зажиганием.
Первая фаза θI, называется начальной фазой сгорания или фазой формирования фронта пламени. Она начинается в момент подачи электрической искры и заканчивается, когда давление в результате выделения теплоты в цилиндре будет выше, чем при сжатии смеси без сгорания. В этой фазе очаг горения формируется в зоне между электродами свечи при высоких температурах, а затем превращается во фронт пламени. В этот период сгорает 2... 3 % топлива. На длительность θI влияют следующие факторы.
Состав смеси: максимальная скорость сгорания и, следовательно, наименьшее значение иI соответствует составу смеси при α = 0,8... 0,9; значительное обеднение смеси резко ухудшает стабильность воспламенения вплоть до появления пропусков в отдельных цилиндрах.
Вихревое движение заряда: сокращению длительности θI, способствует интенсивное вихревое движение заряда в цилиндре при применении винтовых или тангенциальных впускных каналов.
Степень сжатия: высокие значения ε увеличивают температуру и давление рабочей смеси; при этом растет скорость сгорания и уменьшается длительность θI.
Частота вращения: длительность θI в градусах ПКВ возрастает с увеличением частоты вращения.
Нагрузка двигателя: при прикрытии дроссельной заслонки растет доля отработавших газов в рабочей смеси, снижается ее давление и ухудшается стабильность воспламенения, что увеличивает длительности θI.
Характеристики искрового разряда: с ростом пробивного напряжения, длительности и стабильности разряда θIуменьшается.Вторая фаза θIIназывается основной фазой сгорания. Она длится до момента достижения максимального давления цикла рZ. Длительность θII определяется турбулентным горением, при котором максимальная скорость распространения пламени может составить 60 ...80 м/с. В ней сгорает 80...85 % топлива. Обычно эффективный КПД ηe достигает максимального значения, если вторая фаза сгорания располагается симметрично относительно ВМТ; при полной нагрузке θII= 25...30°.
При повышении частоты вращения длительность второй фазы по времени уменьшается пропорционально изменению длительности всего цикла, а в градусах ПКВ она практически не изменяется из-за турбулизации заряда и повышения скорости фронта пламени.
При расположении свечи зажигания в центре камеры сгорания значение θII уменьшается.
Сгорание в конце фазы θII не заканчивается, поэтому средняя температура цикла возрастает и достигает максимального значения после максимума давления (pzmax).Третья фаза θIII называется фазой догорания. Она начинается в момент достижения максимального давления цикла. В этой фазе остатки смеси догорают в пристеночных слоях, а отдельные объемы рабочей смеси догорают за фронтом пламени. Момент окончания этой фазы определяется концом тепловыделения и на диаграмме не виден.
3. Нарушения сгорания.Детонационное сгорание в цилиндре двигателя представляет собой сгорание последних частей заряда в результате его объемного самовоспламенения. Оно сопровождается возникновением ударных волн, скорость которых может в десятки раз превышать скорость распространения фронта турбулентного пламени и достигать 1500 м/с.
В процессе сгорания часть рабочей смеси, до которой фронт пламени доходит в последнюю очередь, в результате увеличения давления от сгорания нагревается до температуры, превышающей температуру самовоспламенения. В ней могут возникать очаги воспламенения. При достаточном времени в камере сгорания возможно образование и распространение ударных волн, которые также способствуют самовоспламенению рабочей смеси.
На индикаторных диаграммах детонация проявляется в виде пиковых колебаний давления (рис. 4.2, а, б). Внешним признаком детонационного сгорания является звонкий металлический стук, возникающий вследствие отражения ударных волн от стенок камеры сгорания. С увеличением детонации стуки становятся громче, мощность двигателя падает, а в отработавших газах наблюдается черный дым. При детонации растут тепловые и механические нагрузки на детали КШМ, а в результате продолжительной детонации оплавляются кромки поршней, обгорают прокладки головок цилиндров и электроды свечи, разрушаются подшипники коленчатого вала.
Рис. 4.2. Виды индикаторных диаграмм при нарушениях процесса сгорания в двигателе с искровым зажиганием: а — слабая детонация; б — сильная детонация; в — преждевременное воспламенениеМероприятия по подавлению детонации:
• использование топлив с октановым числом, соответствующим требованиям завода-изготовителя. У легких фракций бензина октановое число меньше, чем у средних и тяжелых. При быстром открытии дроссельной заслонки тяжелые фракции бензина поступают в цилиндр с некоторым опозданием, поэтому в начале разгона из-за временного снижения октанового числа топлива возможно появление детонации;
• уменьшение угла опережения зажигания для снижения максимального давления и скорости нарастания давления цикла;
• увеличение частоты вращения приводит к интенсификации процесса сгорания за счет повышения скорости распространения фронта пламени. При этом также растет концентрация отработавших газов в рабочей смеси, что снижает вероятность возникновения детонации;
• уменьшение нагрузки двигателя прикрытием дроссельной заслонки приводит к снижению давления и температуры процесса сгорания и увеличению доли отработавших газов в рабочей смеси;
• конструктивные мероприятия по снижению вероятности появления детонации сводятся к усилению турбулизации заряда, улучшению охлаждения последних порций заряда, уменьшению пути, проходимого фронтом пламени от свечи до наиболее удаленных частей камеры сгорания, уменьшению диаметра цилиндра, снижению степени сжатия.Преждевременное воспламенение возникает во время процесса сжатия (до момента появления искры) от накаленных (выше 700...800 °С) зон центрального электрода свечи, головки выпускного клапана, тлеющих частиц нагара. При этом возрастают температура и давление цикла, происходит перегрев двигателя и уменьшение его мощности (рис. 4.2, в). Длительная работа в таком режиме может привести к прогоранию поршня. Для устранения преждевременного воспламенения необходимо быстро закрыть дроссельную заслонку. В эксплуатации следует использовать свечи с требуемым высоким калильным числом.Воспламенение от сжатия при выключенном зажигании возникает в двигателе с ε > 8,5, когда в конце сжатия при невысокой частоте вращения (n = 300...400 мин-1) температура рабочей смеси достаточна для ее самовоспламенения. Для остановки двигателя в этом случае необходимо одновременно с выключением зажигания прекращать подачу топлива.4. Влияние различных факторов на процесс сгорания.Угол опережения зажигания φо.з. на каждом режиме должен обеспечивать наилучшие показатели двигателя. Такой угол называется оптимальным φо.з. опт . При этом основная фаза процесса сгорания θII располагается одинаково по обе стороны от ВМТ. Система зажигания обеспечивает автоматическое изменение фаз в зависимости от режима его работы и температурного состояния.
Угол опережения зажигания φо.з. зависит от длительности фаз процесса сгорания. Чем больше θI, тем раньше необходимо поджигать смесь. Однако при увеличении φо.з. ухудшаются начальные условия воспламенения рабочей смеси из-за уменьшения ее температуры и давления, что в итоге приводит к возрастанию θIСостав смеси влияет на количество теплоты и скорость ее выделения при сгорании топлива, а также на токсичность отработавших газов. Минимальные значения и θI и θII , максимальные рz и pi и наибольшее тепловыделение достигаются при мощностном составе смеси αм = 0,85...0,95.
В цилиндре выделяется наибольшее количество теплоты при достаточно высокой скорости сгорания топлива. Обеднение смеси до αэк = 1,1...1,3 увеличивает индикаторный КПД ηi и повышает экономичность. При дальнейшем обеднении смеси резко ухудшаются процессы воспламенения и сгорания, растет неравномерность последовательных циклов, что приводит к снижению ηi.
Для газовых топлив характерны более широкие пределы воспламеняемости. Это позволяет эффективно сжигать сильно обедненные смеси. Например, для водорода рimах достигается при α ≈ 1,0, а ηimах при α ≈ 2,5.
Изменение α для каждого режима работы ДВС обеспечивается автоматически системой топливоподачи для получения максимальных рi или ηi и требуемой токсичности отработавших газов.Нагрузка в двигателе с искровым зажиганием уменьшается путем прикрытия дроссельной заслонки. При этом снижается количество свежего заряда и растет доля остаточных газов. В результате ухудшаются условия воспламенения и растет продолжительность θI. По мере прикрытия заслонки повышается неравномерность последовательных циклов, что требует обогащения смеси для улучшения ее воспламенения искрой. Ухудшение условий сгорания при этом вызывает дополнительный расход топлива и рост токсичных компонентов СО и СН в отработавших газах.Увеличение частоты вращения вызывает рост турбулизации заряда и улучшает смесеобразование. Так как при этом θII ≈ соnst, а θI возрастает, то для обеспечения тепловыделения у ВМТ необходимо увеличить φо.з..
topuch.ru
Влияние различных факторов на индикаторные показатели двигателя с искровым зажиганием.
Степень сжатия двигателей с искровым зажиганием составляет от 7 до 11. Увеличение степени сжатия существенно повышает индикаторные показатели ηiи pi улучшает условия воспламенения, что позволяет на частичных нагрузках обеднять смесь. С ростом ε уменьшается поверхность камеры сгорания, но возрастает температура в цилиндре, поэтому теплообмен между рабочим телом и стенками камеры сгорания может проходить более интенсивно. При увеличении е растут механические и тепловые нагрузки налетали двигателя, выбросы N0х и СН, повышаются требования к октановому числу топлива.
Размеры цилиндра влияют на процессы теплообмена. С увеличением диаметра цилиндра для обеспечения работы без детонации следует использовать топливо с более высоким октановым числом. Увеличение D при неизменной е из-за снижения теплоотвода в стенки повышает ηi.
Состав смеси существенно влияет на процесс сгорания и на индикаторные показатели (рис. 6.1, а). Максимальные значения ηi и pi зависят от протекания процесса сгорания, конструкции двигателя, а также от частоты вращения и положения дроссельной заслонки.
Pис. 6.1. Зависимости индикаторного кпд от коэффициента избытка воздуха для двигателя с искровым зажиганием (a) и дизеля (б)
Максимум ηi достигается при обедненных смесях (α = 1,05...1,1), что обусловлено улучшением полноты сгорания и ростом доли в продуктах сгорания двухатомных газов. При этом получается оптимальное сочетание полноты и скорости сгорания с теплоотводом в стенки. Дальнейшее обеднение смеси приводит к существенному снижению скорости ее сгорания и к возникновению пропусков воспламенения. По этой причине сгорание будет заканчиваться позже, а отвод теплоты в стенки увеличится.
Максимальное значение pi достигается при несколько обогащенных смесях, при которых сгорание происходит с максимальной скоростью.
При полностью открытой дроссельной заслонке ηi достигает максимума при α= 1,1 ... 1.3, а pi — при α = 0,85... 0,95.
Угол опережения зажигания определяет положение процесса сгорания топлива относительно ВМТ. Каждому режиму работы двигателя (сочетанию степени открытия дроссельной заслонки, коэффициента избытка воздуха α и частоты вращения n) соответствует свое оптимальное значение угла φо.з. опт, при котором одновременно достигают максимума ηiи pi.
При φо.з.>φо.з. опт (раннее зажигание) интенсивно увеличиваются максимальная температура Тz и давление цикла рz. Это вызывает повышенные тепловые потери в систему охлаждения, а также утечки газов через поршневые кольца.
При φо.з.<φо.з. опт (позднее зажигание) сгорание переносится на линию расширения и выделившаяся теплота превращается в работу в течение меньшей части хода поршня, а тепловые потери с отработавшими газами и в систему охлаждения возрастают.
Частота вращения (при ее увеличении) интенсифицирует в цилиндре движение рабочего заряда и сгорание. При этом время, отводимое на цикл, уменьшается, а продолжительность сгорания в градусах ПКВ несколько увеличивается. Для оптимизации процесса приходится увеличивать φо.з., что выполняет центробежный регулятор опережения зажигания или микропроцессорная система управления. При увеличении n кроме того сокращаются утечки газов через кольца и теплоотвод в систему охлаждения. Поэтому ηi и pi несколько возрастают (рис. 6.2, а).
Рис. 6.2. Зависимости индикаторных показателей от частоты вращения коленчатого вала (а) и нагрузки (б): 1 — двигатель с искровым зажиганием; 2 — дизель
Нагрузка двигателя при прикрытии дроссельной заслонки и постоянной частоте вращения снижается.. Условия воспламенения и сгорания в двигателе ухудшаются из-за повышения доли остаточных газов в рабочей смеси и снижения давления в цилиндре.
Кроме того возрастают относительные тепловые потери в систему охлаждения и с отработавшими газами. Для компенсации уменьшения скорости сгорания увеличивают угол опережения зажигания. Эту операцию выполняет вакуум-регулятор или микропроцессорная система управления.
В зависимости от нагрузки система питания двигателя формирует состав смеси. На средних нагрузках ηi достигает наибольшего значения при αэк = 1,1... 1,3. Максимум pi получают при полностью открытой дроссельной заслонке при αм = 0,8...0,95. По мере прикрытия заслонки количество свежей смеси уменьшается (количественное регулирование нагрузки) и pi, снижается.
Скорость движения заряда должна иметь на каждом режиме работы двигателя определенное оптимальное значение. Для этого используются профилированные (тангенциальные или вихревые) впускные каналы, а также специальные заслонки, изменяющие направление потока. Если скорость заряда превышает оптимальную, то из-за увеличения теплоотдачи в стенки ηi уменьшается.
studfiles.net
Индикаторные показатели. Среднее индикаторное давление.
Среднее индикаторное давление цикла
– это условное постоянное избыточное давление, действующее на поршень в течении хода расширения и создающее работу, равную индикаторной.
По значению 
делают заключение о степени эффективности рабочего цикла двигателя. Чем выше
, тем больше степень использования рабочего объема цилиндра.
Двигатель с искровым зажиганием (4 такта):
Без наддува 
С наддувом 
Двигатель с искровым зажиганием (2 такта):
Дизельный двигатель:
Без наддува 
С наддувом 
Индикаторная мощность.
Индикаторная мощность – это суммарная работа действительных циклов за единицу времени.
; 
–число рабочих циклов, совершаемых двигателем в секунду;
–частота оборотов коленвала;
–число ходов поршня;
–тактность двигателя;
–мощность одного цилиндра;
, где 
– количество цилиндров.
–литровая мощность 
–рабочий объем двигателя.
Для сравнения различных двигателей по мощности используется литровая или удельная мощность – мощность, получаемая с одного литра рабочего объема двигателя (степень форсирования двигателя).
Индикаторный кпд.
Индикаторный КПД – отношение тепла, превращенного в индикаторную работу двигателя ко всему затрачиваемому теплу.
–расход;
–теплотворная способность топлива (теплота сгорания).
, 
В отличии от термического КПД, индикаторный КПД оценивает степень использования тепла в действительном цикле с учетом всех тепловых потерь (неполное сгорание топлива, потери тепла в стенке цилиндра, догорание топлива в процессе расширения или в конце процесса расширения и т.д.).
–в современных двигателях.
Индикаторный удельный расход топлива.
– удельный расход топлива – масса топлива, расходуемая двигателем на единицу индикаторной мощности за час.
Взаимосвязь между основными параметрами, характеризующие рабочие циклы (формула Стечкина).
|
|
Формула является основной при анализе влияния различных факторов на 
.
–тактность двигателя; 
– коэффициент избытка воздуха;
– стехиометрический коэффициент;
– теплота сгорания;
– частота оборотов коленвала в секунду;
– плотность смеси на входе в двигатель;
– коэффициент наполнения;
– рабочий объем цилиндра;
– число цилиндров;
– индикаторный КПД.
Влияние различных факторов на индикаторные параметры.
Степень сжатия.
Начиная с 
темп роста
снижается. Поэтому в двигателе с искровым зажиганием из-за необходимости использования высокооктановых топлив, увеличение степени сжатия более 12 не целесообразно.
Форма камеры сгорания.
Форма камеры сгорания определяет величину потерь тепла в стенке в процессе сгорания. С уменьшением отношения 
, уменьшается
. Минимальному отношению
соответствуетполусферическая камера сгорания.
–коэффициент камеры сгорания
Размеры цилиндра.
–относительное изменение 
по сравнению с
с
.
Род применяемого топлива.
–теплотворность свежей смеси – оценивает влияние рода топлива на индикаторные параметры.
; 
| Вид топлива |
|
| Бензин | 3,5 |
| Дизтопливо | 3,4 |
| Природный газ | 3,1 |
| Метанол | 3,6 |
| Этанол | 3,7 |
, 
Состав смеси.
При анализе влияния состава смеси на индикаторную мощность используется отношение индикаторного КПД к 
, поскольку
и отдельное рассмотрение влияния этих величин на мощность не имеет смысла.
наблюдается при
. Не совпадение составов на максимальную мощность и максимальную экономичность объясняется тем, что с обогащением смеси
до
падает менее сильно, чем возрастает
. Поэтому несмотря на падение экономичности, возрастает общее количество превращенного в работу тепла, что приводит к росту мощности. Влияние
на
учитывается коэффициентом состава смеси: 
.
studfiles.net
Методика построения индикаторной диаграммы
Построение производится по данным теплового расчета в координатах: давление р, ход поршня Б.
Выбор масштабов
/,45"
Масштабы давления тр, МПа/мм, и хода поршня т5, мм/мм, выбираются так, чтобы высота диаграммы была в 1,2… 1,7 раза больше ее основания. Рекомендуемые масштабы приведены в табл. 11.1.
Таблица 11.1
| Параметры | ||||
| Масштаб | Рг. МПа | тр, МПа/мм | Э, мм | т5, мм хода/ мм диаграммы |
| По оси ординат | Рг ^ 5,0 | 0,025 | ||
| (масштаб дав | 5,0< Рг < 8,0 | 0,040 | ||
| ления) | Рг > 8,0 | 0,050 | ||
| По оси абцисс (масштаб хода поршня) | Б> 80 | 1,00 | ||
| Б <80 | 0,50 |
После нанесения координатных осей проводится линия абсолютного давления окружающей среды на расстоянии OK от оси абцисс (рис.11.1 и 11.2): ОК=рк/тр мм, где рк=0,10 МПа.
Параллельно оси давления на расстоянии ОА от начала координат проводится линия, определяющая положение поршня в ВМТ
Отрезок Sc, выраженный в мм хода поршня., косвенно характеризует объем камеры сгорания (КС):
Sc = Vc /Fn, (11.1)
где Fn площадь поршня. Учитывая, что
Vc = Vh /<е-1),
где Vh рабочий объем одного цилиндра, получаем
S0 = S/(e-1), (11.2)
где Sc, S измеряется в мм хода поршня.
С учетом масштаба OA = Sc=Sc/ms. (11.3)
От точки А откладывается отрезок AB, эквивалентный ходу поршня S:
ÖÄ = S / ms. (11.4)
Через точку В, определяющую положение поршня в ИМТ, проводится параллельно оси давления линия
Для дизеля от точки О откладывается отрезок ОА’, эквивалентный объему цилиндра V2 после предварительного расширения Учитывая, что Vz = р /с, получаем
ОА р-ОА. (11.5)
Через точку А’ проводится линия, параллельная оси ординат.
Характерные точки индикаторной диаграммы
В ВМТ наносим точки “z” (или “z1 11 для дизеля), “с”, “г”, соответствующие давлениям pz, Pc, pr: Az = рг/тр мм, Ас = рс/тр мм, Аг = рг/тр, мм (рис. 11.1 и 11.2).
При этом в качестве рг и рс, следует использовать их расчетные значения.
В НМТ наносим точки "а” и "в ", соответствующие давлениям Ра и рв: ва = ра /гпр, мм, Ва = рв /гпр, мм.
При наличии дозарядки в НМТ откладывается точка соответствующая давлению ра1 = ф! ра , от которой начинается построение политропы сжатия.
Для дизеля давление рг также откладывается от точки г, соответствующей окончанию процесса предварительного расширения.
Построение политроп сжатия и расширения. Построение индикаторной диаграммы теоретического цикла
Ординаты промежуточных точек процессов сжатия и расширения в двигателях с искровым зажиганием определяются по следующим формулам.
Для процесса сжатия
Рх,с = Ф1 • Ра • [Ба /(Эх + Бс )]п’, МПа (11.6)
Наличие дозарядки учитывается введением в формулу (116) коэффициента дозарядки фт.
Для процесса расширения
Рх,р = Рв ‘ [За /($х +2С)Г2 > МПа, (11.7)
где Баход поршня, эквивалентный полному объему цилиндра. Э+Бс; Бх-ход поршня, эквивалентный текущему значению объема надпоршневого пространства/отсчитываемый от ВМТ.
С учетом масштабов формулы (11.6) и (11.7) примут вид
ОУс =фГВа (ОВ/ОХ)П1, мм, ОУр = Вв (ОВ/ОХ)П2 , мм.
Расчет проводится по 9 точкам для каждого процесса При этом отрезок АВ для двигателей с искровым зажиганием разбивается на 10 примерно равных частей.
Для дизелей при расчете процесса расширения такому разбиению подвергают отрезок АВ=[5—(р—1 >• Зс]/гт%, соответствующий последующему расширению. Для дизеля в состав расчетных точек необходимо включить точку, соответствующую концу предварительного расширения, т е. Эр = Э—(р—1)-8е. Расчетная формула для процесса расширения действительна только при Б* > Б-(р — 1) 5С.
Результаты расчета целесообразно представить в виде таблиц 11.1 или 11.2.
Полученные расчетные точки политроп сжатая и расширения последовательно соединяются между собой. Точки “а” и “в!’( а также ‘Ч’ и “с” ("г"’ и "с” для дизелей) соединяют прямыми линиями. Для дизелей прямой линией соединяют также точки "г" и “£ ",
Процессы газообмена условно считаются изобарными. Поэтому через точки “а” и “г” проводятся прямые, параллельные оси абцисс.
Таблица 11.1
Результаты расчета политропы сжатия и расширения для двигателей с искровым зажиганием
| Сжатие | Расширение | ||||||||
| № | Эх | ( Ч ‘>|л’ | ( За Г2 | ||||||
| п/п | (вх^с) | Р* | Рх | Ирх + Б*) | Рх | Рх | |||
| мм хода | мм диагр. | — | — | МПа | мм | — | МПа | мм | |
| 1 | 0 | 0 | е | ЕМ | Рс | Рс | е"2 | Рг | Рг |
| 10 | Э | I | 1 | 1 | Ра | Ра | 1 | Ре | Рг |
Таблица 11.2
Результаты расчета политропы сжатия и расширения для дизелей
| Сжатие | Расши | эение | |||||||
| № | Зк | 5а | Г с Ч"1 | Г за V* | |||||
| п/п | 5>х + 8С | [Эх + Э,] | Рх | Рх | 1+ Эц / | Рх | Рх | ||
| мм хода | мм диагр. | — | — | МПа | мм | — | МПа | мм | |
| 1 | 0 | 0 | е | ЕП1 | Рс | Рс | 8П2 | Рг | Рг |
| 2 | Эр | 5 | 8"’ | б"2 | Рг | Рг | |||
| 10 | Б | I | 1 | 1 | Ра | Ра | 1 | Ре | Рг |
Построение индикаторной диаграммы, соответствующей действительному циклу
Отличия действительной индикаторной диаграммы, соответствующей реальному циклу, от теоретической диаграммы вызываются следующими причинами.
Повышение давления в конце сжатия (точка “с’“) по сравнению с давлением при сжатии без воспламенения (точка “с"), являющееся следствием начала развития процесса сгорания до ВМТ (рис, 11.1 и рис.11.2).
Отклонение процесса резкого нарастания давления от процесса при /=сопзї вследствие конечной скорости выделения теплоты и вызванного движением поршня изменения объема надпоршневого пространства. При этом момент достижения максимального давления смещается относительно ВМТ (см. положение точки “г" на рис. 11.1). По этим же причинам предварительное расширение в дизелях не является строго изобарным процессом и начало последующего расширения не совпадает с точкой “г" (рис, 11.2).
Сглаживание индикаторной диаграммы вблизи ВМТ в конце процесса сжатия и в начале процесса расширения
Задача заключается в определении ординаты точки с’, соответствующей действительному значению давления в цилиндре в момент достижения ВМТ, а также положения точек “е” и ’7Д “ относительно ВМТ (рис.11.1, 11.2). Первая из них соответствует началу фазы видимого сгорания, что выражается в превышении давления над давлением при сжатии без воспламенения (зажигания).
Вторая точка определяет момент достижения действительного максимального давления рад после прохождения поршнем ВМТ.
Р, МПа
В Э.мм
Рис. 11.1. Индикаторная диаграмма бензинового двигателя
Практика доводки современных быстроходных автомобильных двигателей с искровым зажиганием со степенями сжатия е = 8 .10 показала, что максимальная работа цикла, а следовательно, и максимальная мощность двигателя имеют место в случае, если начало второй фазы горения (точка отрыва линии давления при сгорании от такой же линии, но без зажигания) составляет около 15 град. ПКВ до ВМТ. Максимум давления при этом достигается при угле примерно 30 град. ПКВ после ВМТ.
При этом, как было показано в тепловом расчете, рад = 0,85-рг. Для дизелей положений точки “е" соответствует углам ПКВ в пределах 15°…30° до ВМТ, а положение точки углам 10°… 15° ПКВ после ВМТ. Меньшие величины углов соответствуют дизелям с неразделенными КС и объемным смесеобразованием. Большие значения — дизелям с разделенными КС.
Точка “1" на рис. 11.1 и 11.2 определяет соответственно момент искрового разряда в двигателях с искровым зажиганием и момент начала впрыскивания в дизелях. Ее положение определяется соответственно углом опережения зажигания (УОЗ) и углом опережения впрыскивания (УОВ).
Величина УОЗ в двигателях с искровым зажиганием на номинальном режиме лежит в пределах ф03 = 20. .40°. Меньшие значения <роэ соответствуют тихоходным двигателям, работающим на более богатых смесях.
Величина УОВ в дизелях лежит в пределах фО0П, = 25…40°. Большие его значения характерны для быстроходных дизелей. С учетом повышения давления вследствие начавшегося до ВМТ процесса сгорания давление конца сжатия рс (точка “с1 “) составляет: в двигателях с искровым зажиганием рС’ = (1,15… 1,25)-рс, в дизелях рс= (1,10… 1,15) рс.
Положение точек Т, “е”, %” на индикаторной диаграмме определяется графически по методу проф. Ф.А. Брикса. Для этого из центра О! , лежащего на середине отрезка АВ, проводится полуокружность радиусом г=3/(2 гп5). Затем от точка О, в сторону НМТ откладывается отрезок Д=г-^/(2 п) (так называемая поправка Брикса), где к
отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. Величина X выбирается ло прототипу и составляет:
для двигателей с искровым зажиганием X = 0,24…0,28 , для дизелей X = 0,26 …0,31.
С учетом масштаба ms д = 0102 = (АВ)’Х/4. (11.8)
Из нового центра Ог проводим лучи под углами cpf и фе (сре = фгд) до их пересечения с полуокружностью. Из точек пересечения проводятся прямые, параллельные оси ординат, до пересечения с соответствующими линиями теоретической индикаторной диаграммы или с горизонталью рг = рад (для точек “za"). После чего точки "е”, “с“, и “zfl” соединяются плавными линиями.
Сглаживание индикаторной диаграммы вблизи НМТ в
конце процесса расширения и в начале процесса сжатия. Выбор фаз газораспределения
Характер действительной индикаторной диаграммы на указанных участках зависит от фаз газораспределения, которые изображаются в виде круговых диаграмм (рис. 11.1, 11.2).
Здесь
фа угол начала открытия впускного клапана до ВМТ, фа угол запаздывания закрытия впускного клапана после НМТ, фе угол опережения открытия выпускного клапана до НМТ, фаугол запаздывания закрытия выпускного клапана после ВМТ. Сумма углов (фа’ + фв-) называется перекрытием клапанов.
Для современных двигателей без наддува Фа = 10 … 30 град. ПКВ (10…30°),
Фа» =45 … 80 град. ПКВ (45…80°), фВ’ = 45 … 75 град. ПКВ (45…75°), фв> = 10…25 град. ПКВ (10,..25°) (редко до 45°).
Выбор фаз газораспределения осуществляется по данным двигателей-прототипов, имеющих такое же число и расположение цилиндров и примерно такую же среднюю скорость поршня, что и проектируемый две.
Положение точек “а’ ”, “а” ”, "в’ ” и “в" ”, определяющих моменты открывания и закрытия соответственно впускных и выпускных клапанов. также определяется по методу Ф.А. Брикса. Из центра 02 под углами фа’ и фвотносительно горизонтали проводятся лучи в полуплоскости, обращенной к ВМТ, а под углами оа и ф0 проводятся лучи в полуплоскости, обращенной к НМТ (рис. 11.1 и 11.2).
Из точек пересечения лучей с полуокружностью проводятся вертикали до пересечения с соответствующими линиями на индикаторной диаграмме. Точка “а’" лежит на линии выпуска, точка “а” ” — на линии сжатия. Точка “в’ ” на линии расширения, а точка “в” ” на линии впуска. В точке “а’я (начало открытия выпускного клапана) начинается отрыв линии реального процесса расширения от политропы %".
Положение точки, соответствующей давлению отработавших газов в НМТ, определяется делением отрезка "ав" пополам. От этой точки проводится плавная вогнутая кривая, переходящая в горизонталь рг. Из точки “г" в ВМТ также проводится плавная вогнутая кривая, переходящая в горизонталь ра.
Для двигателей с дозарядкой в процессе впуска следует нанести в НМТ точку “аГ, определяющую величину давления ра1 = фГра, где ф1
коэффициент дозарядки. Именно из этой точки следует строить теоретическую политропу сжатия.
Материал взят из книги Методика выполнения теплового расчета (И.В. Алексеев)
studik.net
