Главная страница сайта  Российские промышленные издания (узловые агрегаты) 

1 ... 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 ... 20

Факторы, определяющие возникновение и усиление детонации, следующие: I

1. Степень сжатия. Увеличение степени сжатия приводит к по- \ вышению давления и температуры к концу сжатия. Это создает благоприятные условия для возникновения детонации. Поэтому для каждого топлива существует определенная наибольшая допустимая степень сжатия.

2. Форма камеры сгорания и расположение свечи зажигания. Конфигурация камеры сгорания и расположение свечи оказывают весьма существенное влияние на появление детонации. Различные по конструкции камеры сгорания для одн )го и того же сорта топлива допускают различные степени сжатия.

3. Угол опережения зажигания. При раннем зажигании в начальный период сгорания после задержки воспламенения наблюдается быстрое нарастание давления и, следовательно, температуры. Это ускоряет предпламенные реакции в части смеси перед фронтом пламени, что способствует возникновению детонации.

4. Состав смеси. Так как скорость сгорания зависит от состава смеси и наибольшая ее величйна*7:о'отвётствует а. = 0,8 0,9, то именно при этом составеТмесь становится наиболее склонной к детонации, -

5. Раз.меры и число цилиндров. При заданном расположении свечи чем больше диаметр цилиндра, тем длиннее путь пламени до наиболее удаленной точки камеры и тем благоприятнее условия возникновения детонации. При уменьшении диаметра цилиндра сокращается путь пламени и увеличивается относительная величина поверхности охлаждения, так как последняя возрастает с уменьшением диаметра. Это позволяет повысить степень сжатия в двигателе.

В многоцилиндровом двигателе при внешнем смесеобразовании обычно возникает детонация даже при степени сжатия, допустимой в одноцилиндровом двигателе. Причиной этого является неодинаковый состав смеси по цилиндрам. Детонация возникает раньше в тех цилиндрах^ которых смесь приближается к составу с а^7),б~ч-{),9.

6. Материал поршня и головки цилиндра. Допустимая степень сжатия зависит от материала поршня и головки. Поршни из алюминиевого сплава позволяют повысить степень сжатия на 0,4-0,7 по сравнению с чугунными поршнями. .

Замена чугунной головки головкой из алюминиевого сплава дополни- \ тельно позволяет увеличить степень сжатия на 0,5-0,6. Возможность * повышения степени сжатия при выполнении этих деталей из алюминиевого сплава объясняется его высокой теплопроводностью. Поэтому температура газов в конце сжатия ниже, чем при чугунных поршне и головке, и склонность двигателя к детонации уменьшается.

7. Число оборотов. Увеличение числа оборотов вала двигателя, сопровождающееся усилением вихревого движения заряда в камере сгорания, приводит к повышению скорости сгорания, а также к повышению теплоотдачи и некоторому увеличению количества остаточных газов. .Все^о снижаем склонность двигателя к детонации с повышением числа оборотов .

На фиг. 49 изображена зависимость допустимой степени сжатия от максимальных чисел оборотов, развиваемых коленчатым валом при полном открытии дроссельной заслонки, для автомобильных двигателей различных гипов.

На фигуре видно, что при увеличении числа оборотов на 500 в минуту степень сжатия можно повысить примерно на 0,7-0,9.

8. Свойства-топлива. Склонность топлив к детонации оценивается по шкале октановых чисел (см. гл. HI). Приближенная зависимость между

7 Орлин и др. 2146

www. vokb-la spb.ni

степенью сжатия и необходимым октановым числом топлива для автомобильных двигателей приведена на фиг. 50.

9. Условия на впуске и выпуске. При дросселировании на впуске 1гл[1 увеличении сопротивления на выпуске KjQjiH4ecTBo остатоу ны2С газс)в повышается и склонность двигателя к детонации снижается. При повы-шении давления и температуры на впуске склонность двигателя к де

2500

3000

3500noS/Mun

Головка и поршень чугунные о Гол о Ш чугунная,поршень алюминиевый Гол едка и поршень алюминиебые

Фиг. 49. Влияние числа оборотов п коленчатого вала на допустимую степень сжатия в двигателях различных конструкций:

/ - двигатель работал на бензине с октановыл числом 55 > -лсигагель работал иа автомобильном бензине А70. и А74; /-ЗИС-5; 2 и 3 - ЗИС-15; 4 - ГАЗ-1Г 5 ~ ЗИС-16; 6 - ГАЗ-ПА; 7 - ГЛЗ-51; 8 - МЗМА-400. 9 ~ М-20; 10 - ЗИЛ-120; - ЗиЛ-110; /2 - ЗИЛ-120-Э: /3 -ЗИМ.

60 70 80 90 Октановое число

Фиг. 50. Влияние октанового числа топлива на допустимую степень сжатия в автоыобплъных двигателях.

тоиации, наоборот, усиливается. Поэтому при^цаддуве]. тр.ебуются топлив?* с повышенным октановым числом.

*~ 10. Интенсивность охлаждения. Недостаточное охлаждение наиболее нагретых частей камеры сгорания и головки, как-то: выпускных клапанов, перемычек между клапанами и т. п. , способствует возникновению детонации..

Сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия

В двигателях с воспламенением от сжатия топливо вспрыскивается в нагретый до высокой температуры в результате сжатия воздух. Обычно топливо начинает подаваться до в. м. т.; подача может заканчиваться как после в. м. т., так и до в. м. т.

На фиг. 51 изображена развернутая индикаторная диаграмма давлений и температур в координатах р - 9 и Т - ср однокамерного двигателя с непосредственным распыливанием топлива, а также показан характер изменения подачи топлива о, величины тепловыделения & и скорости тепловыделения dbldt.

Подача топлива начинается до в. м. т. с опережением 6° у.гла поворота вала; подача заканчивается после в. м. т.

Изменение давления от точки / до точки 2 происходит только вследствие сжатия заряда. Подъем давления, вызванный тепловыделением при сгорании, начинается от точки 2. К этому моменту времени в цилиндр поступает количество топлива, равное oi.

Задержкой воспламенения называют период, соответствующий угл\ 9 (точнее, угол 9, представляет собой задержку нарастания давления).

При сгорании топлива давление резко растет на участке 2-3, достигая максимума после в. м. т., и далее, вследствие увеличения объема, снижается по ходу поршня.

Средняя быстрота нарастания давления по линии сгорания 2-3, как и-в двигателе с искровым зажиганием, определяется отношением Д/о/А9, а быстрота нарастания давления в данной точке, соответственно, производной dp/d(. Работа двигателя считается нежесткой, если средняя скорость нарастания давления не превышает 3-5 кг/см на 1° поворота коленчатого вала.

Повышение температуры на участке /-2 обусловлено сжатием заряда. При этом часть теплоты затрачивается на испарение впрыснутого топлива и поэтому температура будет несколько меньше той, которая могла бы быть при сжатии без впрыска топлива.

Наибольшая интенсивность тепловыделения, характеризуемая величиной db/dt, наблюдается в начальный период сгорания до момента достижения максимума давления, но количество выделившейся теплоты Ьз (фиг. 51) составляет окоЛо одной трети от общего количества тепла, введенного с топливом. Максимум относительной скорости тепловыделения обычно не совпадает с максимумом давления, так же, как и максимум температуры. Максимальная температура развивается в камере сгорания после достижения максимума давления. Положение точки 4 максимума температуры по углу поворота вала зависит от скорости сгорания Количество теплоты, выделенное к моменту достижения максимальной температуры, составляет 0,7-0,8 общего количества теплоты, поступающего в цилиндр топлива

Тепловыделение продолжается и после достижения максимальной температуры. При неблагоприятных условиях протекания процесса сгорания-полного тепловыделения не происходит: в отходящих газах появляются сажа, окись углерода н даже небольшое количество жидких продуктов разложения топлива.

Как видно из фиг. 51, основное тепловыделение при сгорании приходится на период после достижения максимума давления. Процесс сгорания затягивается по времени и частично переносится на линию расширения.

Условный момент конца сгорания (около 70° угла поворота вала после . м. т.), к которому успевает выделиться 97 /о теплоты, отмечен на фиг. 51 ординатой 5.

Период сгорания в двигателе с воспламенением от сжатия может быть разделен на следующие четыре фазы:

1) фаза подготовки очагов воспламенения;

2) фаза развития очагов воспламенения и распространения пламени;

3) фаза сгорания основной массы рабочей смеси;

4) фаза относительно медленного догорания оставшихся горючих компонентов смеси.

Фиг. 51. Диаграмма изменения давления и температуры в зависимости от угла р поворота гюленчатого вала в двигателе с воспламенением от сжатия.

Первая фаза охватывает период задержки воспламенения и занимает промежуток времени, соответствующий углу 9,., от момента начала впрыска топлива до начала повышения давления в результате воспламенения. Как отмечалось выше, за это время протекают процессы физико-химической подготовки к горению некоторой доли поступившего в цилиндр топлива в отдельных зонах.

Подготовка топлива к сгоранию происходит постепенно, по мере его поступления. Поэтому продолжительность задержки воспламенения существенно влияет на протекание процесса сгорания. Если период задержки воспламенения велик и к концу его в цилиндр поступит большая часть дозы топлива, то сгорание этой части вызовет резкое нарастание давления и приведет к повышению максимального давления цикла.

При этом экономичность цикла повысится, но детали кривошипно-шатунного механизма окажутся более нагруженными резко возрастающим давлением газов. При малой задержке воспламенения и, следовательно, умеренной подаче топлива к концу этого периода сгорание проходит с менее резким нарастанием давления. Последующая подача также не вызывает такого повышения давления, так как впрыскиваемое топливо сгорает быстрее в среде, нагретой до высокой температуры. При этом весь процесс сгорания развивается несколько медленнее, максимальное давление сгорания снижается, работа двигателя становится более плавной (мягкой), но экономичность цикла ухудшается. При слишком малом периоде задержки воспламенения и одновременно растянутой подаче топлива сгорание может стать неудовлетворительным: в отработавших газах появляются продукты неполного сгорания. Такое ухудшение сгорания связано с ухудшением смесеобразования, так как быстро воспламеняющееся топливо не успевает равномерно распределиться в воздушном заряде.

На продолжительность задержки воспламенения влияет ряд факторов, в том числе:

1) физические и химические свойства топлива;

2) температура и давление сжатого воздуха;

3) вихревые движения заряда в камере сгорания;

4) содержание в рабочем теле инертных газов.

Вторая фаза сгорания, соответствующая развитию очагов воспламенения и распространению пламени, при наиболее интенсивном тепловыделении начинается с момента воспламенения и продолжается до момента достижения максимального давления цикла. Процесс сгорания во второй фазе довольно быстро распространяется по всему объему ка.меры сгорания. В этой фазе относительная скорость тепловыделения достигает максимальной величины. В результате быстрого увеличения тепловыделения резко возрастают давление и температура.

Интенсивное тепловыделение во второй фазе сгорания является результатом как предварительной подготовки топлива, впрыснутого за период задержки воспламенения, так и частичного сгорания поступающего топлива. Поступление топлива в цилиндр может продолжаться в течение всей второй фазы горения или закончится ранее конца второй фазы. Очевидно, что величина нарастания давления по углу поворота коленчатого вала будет зависеть не только от продолжительности периода задержки воспламенения, ио и от быстроты подачи и количества подаваемого топлива. При большой задержке воспламенения и коротком впрыске быстрота нарастания давления (жесткость работы двигателя) получается наибольшей, так же, как и максимальное давление цикла.. Топливо, поступающее во второй фазе в среду, охваченную пламенем, при малом периоде задержки воспламенения и местном недостатке кислорода обращается в продукты неполного сгорания и продукты термического распада.

Протекание процесса сгорания во второй фазе определяет жесткость работы двигателя и экономичность рабочего процесса. Рабочий процесс протекает наиболее экономично при достижении максимального давления цикла при повороте коленчатого вала на 6-10° после в. м. т.

Основное влияние на протекание второй фазы сгорания оказывают следующие факторы:

1) продолжительность периода задержки воспламенения;

2) величина подачи топлива за период задержки воспламенения;

3) быстрота подачи и количество подаваемого топлива во второй фазе;

4) равномерность распределения топлива в камере сгорания. Третья фаза сгорания начинается в момент достижения максимального

давления и заканчивается при угле поворота коленчатого вала, при котором достигается максимальная температура газа. К началу третьей фазы подача топлива обычно заканчивается.

Протекание процесса сгорания в третьей фазе происходит с пониженной скоростью тепловыделения. Снижение скорости сгорания происходит в результате уменьшения концентрации кислорода и разбавления горючей смеси продуктами сгорания.

Продолжительность третьей фазы сгорания определяется в основном диффузионными процессами. Общее количество выделенной теплоты к концу третьей фазы сгорания значительно увеличивается, температура газа достигает максимума. Несмотря на непрерывное повышение температуры в третьей фазе сгорания, давление уменьшается вследствие расширения газа, вызванного перемещением поршня.

Продолжительность третьей фазы зависит от следующих факторов:

1) величины среднего коэффициента избытка воздуха (нагрузочный режим);

2) скорости движения заряда в камере (скоростной режим);

3) характеристики подачи топлива.

При правильно подобранной характеристике топливоподачи и рйти-мальных условиях протекания процесса сгорания наибольшая температура цикла достигается при повороте коленчатого вала в. м. т на 20-35° после в. м. т. Для лучшего перемешивания топлива и воздуха используют перетекание горящего заряда из вспомогательной камеры в основную (в вихрекамерных и предкамерных двигателях).

Дальнейшее сгорание в четвертой фазе, от момента достижения максимальной температуры цикла до момента выделения 95-97% тепла от введенного с топливом, протекает замедленно. Скорость тепловыделения убывает, приближаясь к нулю. В двигателях с растянутым по времени впрыском, а также при больших подачах топлива на цикл за период четвертой фазы может выделиться 10-30% теплоты. Продолжительность сгорания в четвертой фазе, нередко занимает промежуток времени, соответствующий 50- 60° угла поворота вала, а иногда и более.

Условия для сгорания в четвертой фазе весьма неблагоприятны, так как в цилиндре содержится большое количество конечных продуктов сгорания. Весь процесс протекает при увеличении объема и уменьшении температуры. Перенос значительной доли тепловыделения на линию расширения сильно понижает эффективность использования выделяющейся теплоты. Экономичность двигателя резко понижается. Температура на выпуске повышается.

Для увеличения скорости сгорания и сокращения продолжительности четвертой фазы применяют те же мероприятия, которые были указаны для третьей фазы.

На продолжительность четвертой фазы сгорания оказывают влияние:

1) величина-среднего коэффициента избытка воздуха;

2) продолжительность подачи топлива в третьей фазе. .;

Влияние свойств топлива. Групповой химический состав топлива существенно влияет на продолжительность периода задержки .воспламенения и изменение давления в цилиндре. Чем больше в топливе содержится парафиновых углеводородов, тем короче период задержки воспламенения.

На фиг. 52 изображены две совмещенные индикаторные диаграммы, снятые при испытаниях двигателя на топливе различного группового состава. Кривая / получена при работе двигателя на топливе, содержащем главным образом углеводороды нафтенового и парафинового рядов; кривая 2 - на топливе с большим содержанием ароматических углеводородов. Как видно.

80 60 60 W

			э

о

					Ар Acf>
<

Фиг. 52. Изменение давления в цилиндре двигателя ЯАЗ-204 в зависимости от сорта топлива {п = 1600 об/мин; полная подача; насос-форсунка 80 мм на цикл):

/ - парафиновое топливо; 2 - топливо с большим содержанием ароматических углеводородов

Фиг. 5S. Зависимость задержки воспламене-ния <Р/, быстроты нарастания давления щ и

максимального давления р^ сгорания от фракционного состава (двухтактный двигатель; п = 1000 об/мин; полная подача; рк = 1.12 кг(см.

при работе двигателя на парафиновом топливе (кривая /) получается меньшая задержка воспламенения, более плавное нарастание давления по углу поворота коленчатого вала и меньшее максимальное давление сгорания.

Из числа физических характеристик топлив на протекание процесса сгорания влияют вязкость, поверхностное натяжение и испаряемость топлива. Первые два свойства определяют мелкость распыливания. От испаряемости зависит скорость испарения капель и, следовательно, скорости образования горючей смеси. На фиг. 53 в качестве примера показана зависимость задержки воспламенения и быстроты нарастания давления от количества фракций топлива £?зоо (в процентах), выкипающих до 300° С (при неизменном цетановом числе). Из кривых следует, что по мере увеличения количества легких фракций задержка воспламенения уменьшается, а быстрота нарастания давления возрастает.

Влияние степени сжатия. При увеличении степени сжатия давление и температура к моменту впрыска повышаются. Это приводит к улучшению теплообмена между каплями впрыснутого топлива и воздухом. С повышением степени сжатия уменьшается задержка воспламенения, снижается скорость нарастания давления и работа двигателя становится более мягкой.

Влияние конструкции камеры сгорания. Различные схемы камеры сгорания двигателей с воспламенением от сжатия и осуществляемые в них способы смесеобразования рассмотрены ниже, в гл. XI.

Влияние материала пор1иия и головки. Горячие поверхности камеры сгорания сокращают период подготовки топлива к сгоранию. Температура чугунной головки и чугунного поршня выше температуры головки и поршня из алюминиевого сплава, что способствует уменьшению периода задержки воспламенения и более плавному изменению давления в цилиндре при чугунном поршне и головке.

Влияние качества распыливания и продолжительности подачи топлива. Изменение давления распыливания топлива в определенных пределах не влияет на величину задержки воспламенения, но влияет на равномерность распыливания и, следовательно, на распределение капель в воздухе.

Мелкость распыливания улучшается с повышением давления распыливания. При мелком распыливании и хорошем перемешивании топлива с воздухом сокращается время сгорания и повышается полнота сгорания. Осо> оенно чувствительны к качеству распыливания двигатели с неразделенными камерами.

Продолжительность впрыска топ^ л ива сильно влияет на процесс сгорания и показатели рабочего процесса. Продолжительность подачи по углу поворота коленчатого вала зависит от профиля кулачка топливного насоса, диаметра плунжера, длины и диаметра топливного трубопровода, а также от конструкции и регулировки форсунки. При одной и той же подаче топлива на цикл, изменяя продолжительность впрыска, можно получить разные индикаторные диаграммы. На фиг. 54 изображены две индикаторные диаграммы одного и того же двигателя при постоянной подаче топлива на цикл, но при различной продолжительности впрыска. Кривая / показывает характеристику подачи при большой длительности впрыска по углу поворота коленчатого вала, кривая 2 - при малой длительности впрыска. Период задержки воспламенения <р,. на одном и том же сорте топлива в обоих случаях остается постоянным, но скорость сгорания топлива по углу поворота коленчатого вала, как видно из фиг. 54, различна. Работе двигателя с длительным впрыском соответствует индикаторная диаграмма 3. При этой .карактеристике подачи к моменту воспламенения поступает количество топлива Ag. Работе с коротким впрыском соответствует индикаторная диаграмма 4. В это.м случае поступает количество топлива Д^ большее, чем Д^. Следовательно, при коротком впрыске воспламеняется большее количество топлива и соответственно выделяется больше теплоты при сгорании. Быстрота нарастания давления и максимальное давление цикла также возрастают.

Влияние опережения впрыска топлива. На фиг. 55 изображены совмещенные индикаторные диаграммы, снятые при переменном начале впрыска в пределах от 10 до 20° до в. м. т. Продолжительность впрыска при всех значениях углов опережения оставалась одинаковой. На данном сорте топлива наивыгоднейшим углом опережения впрыска был угол 15до в. м. т.

Фиг. 54. Влияние продолжительности подачи топлива на изменение давления в цилиндре двигателя.

о

				Г
				Ж

40 го

Фиг. 55. Влияние угла опережения <р впрыска иа изменение давления в цилиндре двига-!еля ЯЛЗ-204 {п = 1600об/мин; Рк- 1.34 кгкм, полная подача; насос-форсунка 80 мм на цикл).

При большом опережении впрыска задержка воспламенения увеличивается, и почти вся доза топлива впрыскивается в цилиндр до подхода поршня к в. м. т. Сгорание большей части топлива приводит к резкому нарастанию давления при перемещении поршня к в. м. т., максимальное давление сгорания получается наибольшим, но смещенным ближе к в. м. т. Слишком малое опережение впрыска приводит к тому, что значительная часть топлива подается после достижения поршнем в. м. т. Сгорание топлива происходит в условиях увеличивающегося объема цилиндра, и тепловыделение по углу поворота коленчатого вала растягивается. Скорость нарастания давления и максимальное давление уменьшаются, и показатели работы цикла ухудшаются.

Абсолютное значение наивыгоднейшего угла опережения впрыска зависит от степени сжатия, сорта топлива, давления и температуры на впуске и выпуске, характеристики подачи топлива, а также от способа смесеобразования и числа оборотов коленчатого вала.

Влияние состава рабочей смеси. Действительный состав рабочей смеси в период сгорания меняется по времени как в результате впрыска топлива и его испарения и смешения паров с воздухом, так и выгорания.

Неравномерное распределение топлива в смеси и неоднородность ее являются особенностью процесса внутреннего смесеобразования в двигателе с воспламенением от сжатия. Тем не менее продолжительность сгорания, определяемая временем полного превращения топлива в конечные продукты сгорания, связана со средним значением коэффициента избытка воздуха. На фиг. 56 приведено изменение продолжительности сгорания в зависимости от коэффициента избытка воздуха а (за конец сгорания принят момент выделения 95% теплоты). Продолжительность сгорания уменьшается при увеличении а. Полнота сгорания ухудшается при малых значениях а вследствие снижения качества смесеобразования.

Влияние числа оборотов. Изменение числа оборотов коленчатого вала влияет на процесс сгорания в связи с изменением следующих факторов: начальных условий на впуске, угла опережения впрыска качества распыливания топлива и вихреобразования, а следовательно, условий подготовки топлива к воспламенению, скорости и полноты сгорания. С увеличением числа оборотов задержка воспламенения в градусах угла поворота коленчатого вала возрастает, и. работа двигателя становится более жесткой. При этом максимальное давление сгорания снижается, продолжительность сгорания топлива увеличи-

сек WW-

4-10

а

Фиг. 56. Зависимость продолжительности сгорания до выгорания 95% топлива в четырехтактном двигателе с неразделетюй камерой сгорания от коэффициента избытка воздуха а при /г = = 1600 об/мин (по данныкф-Н. В Иноземцева)

фиг. 57. Влияние давления BnycKa на показатели работы двигателя ЯАЗ-204 (п - 2000 о.).мин: подача полная; насос-форсунка 80 мм на цикл).

вается, сгорание переносится дальше на линию расширения и температура отработавших газов повышается. Так как увеличение скорости сгорания в результате сокращения продолжительности впрыска, улучшения смесеобразования при усилении вихреобразования и качества распыливания не пропорционально изменению числа оборотов, то при повышении скорости вращения вала для приближения условий работы двигателя к оптимальным условиям необходимо увеличивать угол опережения впрыска.

Влияние условий впус-к а. Давление и температура воздуха, поступающего в цилиндр двигателя, определяют состояние свежего заряда.

С повышением давления и температуры на впуске при наддуве увеличивается весовая плотность воздуха, поступающего в двигатель и повышается давление и температура в процессе сжатия. Впрыск топлива в среду с повышенным давлепием и температурой ускоряет процессы образования горючей смеси и уменьшает период

задержки воспламенения. Протекание процесса сгорания зависит от продолжительности подачи топлива, условий смесеобразования и коэффициента избытка воздуха. С повышением давления впуска уменьшается продолжительность подготовки топлива к воспламенению и процесс сгорания развивается более плавно; скорость нарастания давления уменьшается, но максимальное давление возрастает. Изменение параметров процесса сгорания двухтактного двигателя в зависимости от давления наддува при постоянном опережении впрыска, постоянной подаче топлива и постоянном числе Оборотов изображено на фиг. 57.

При снижении давления на впуске (при дросселировании) давление и температура конца сжатия уменьшаются, что вызывает увеличение задержки воспламенения. Опыты показывают, что при дросселировании период подготовки топлива к сгоранию увеличивается, а процесс сгорания по времени затягивается. При очень большом уменьшении давления па впуске возможна остановка двигателя в результате прекращения воспламенения топлива.

Влияние противодавления выпуска. Установка глушителя, газовой турбины или другого какого-либо устройства для утилизации энергии отработавших газов увеличивает давление на выпуске (противодавление). Если условия на впуске остаются неизменными, то увеличение противодавления снижает коэффициент наполнения, причем количество остаточных газов в цилиндре возрастает. Поэтому при постоянной подаче топлива на цикл увеличение противодавления вызывает обогащение состава

Фиг. 58. Влияние отношения противодавления выпуска к давлению впуска на параметры рабочего цикла двигателя ЯАЗ-204 ( 2000 об/мин; Pf; = 1.65 кгкм- Рр- переменное; 1ЮДача полная; иасос-с{юр-сунка 80 мм v.; цикл).

смесп, в результате чего изменятся параметры рабочего процесса. Влияние изменения условий на выпуске на параметры процесса сгорания в духтактном двигателе показано иа фиг. 58. По оси абсцисс отложено отношение р^/р^-давления на выпуске к давлению иа впуске. Эта величична характеризует расход воздуха через двигатель и, следовательно, коэффициент наполнения и степень загрязненности свежего заряда остаточными газами. С увеличением противодавления, что соответствует увеличению отношения р^/р^ при постоянной подаче топлива иа цикл, максимальное давление цикла несколько понижается вследствие обогащения рабочей смеси и усиления загрязненности

ее остаточными газами.

Уменьшение периода задержки воспламенения с увеличением противодавления объясняется повышением температуры рабочего тела в конце сжатия в результате увеличения количества остаточных газов.

Фиг. 59. Участок сгорания индикаторной диаграммы смешанного цикла.

§ 5. ТЕРМОДИНАМИКА СГОРАНИЯ

Теплота, выделяющаяся при сгорании горючей смеси в двигателе, используется для совершения механической работы и повышения внутренней энергии рабочего тела. Однако некоторую часть теплоты не удается использовать, потому что сгорание сопровождается неизбежными потерями в период сгорания и последующего расширения.

При термодинамическом анализе части рабочего цикла двигателя с воспламенением от сжатия, в которой происходит процесс сгорания, сложная кривая изменения давления

в зависимости от изменения z z

объема заменяется изохорой = const и изобарой р^ = const (фиг. 59). За начало подвода теплоты к рабочему телу принимают точку с пересечения расчетной политропы сжатия с изохорой, тогда как в действительном цикле процесс сгорания начинается несколько раньше прихода поршня в в. м. т. Точка 2 является точкой пересечения изобары политропической кривой, изобра-

Фиг 60. Участок сгорания индикаторной диаграммы цикла со сгоранием при V = const

жающей измене1ше давления в процессе расширения. Участок от точки с до точки Z называется периодом видимого сгорания.

При анализе цикла двигателя с посторонним зажиганием кривая изменения давления при сгорании заменяется изохорой (фнг. 60), так как в двигателях этого типа процесс сгорания протекает быстрее, и давление цикла достигает максиму.ма ближе к в. м. т. В этом случае начало и конец периода видимого сгорания (точки сиг) лежат на изохоре У^ - const.

В период видимого сгорания смешанного цикла (фиг. 59) общее количество теплоты, затраченной на изменение внутренней энергии рабочей смеси и на совершение механической работы, ие равно теплотворности всего количества топлива вследствие того, что часть теплоты, выделившейся при

1 ... 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 ... 20