Главная страница сайта  Российские промышленные издания (узловые агрегаты) 

1 ... 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 ... 20

при внешнем смесеобразовании и постороннем зажигании (от свечи зажигания), когда в цилиндре сжимается готовая рабочая смесь воздуха с жидким карбюрированным или газообразным топливом, в процессе сжатия происходит дополнительное перемешивание смеси для повышения однородности ее -состава по всему объему. Это облегчает и ускоряет распространение пламени от места его возникновения, т. е. от электродов свечи, по всему пространству сгорания и улучшает использование кислорода воздуха. Особенно благоприятные условия в этом отношении создаются, если к концу сжатия в ци-.линдре сохраняется турбулентное движение сжатой рабочей смеси.

Как было установлено при анализе термодинамических циклов, для увеличения термического использования следует стремиться к повышению степени сжатия е.

В то же время степень сжатия должна быть такова, чтобы температура и давление смеси в конце сжатия не достигали таких .значений, при которых МОгла бы возникать дето]1ация или преждевременные вспышки. В соответствии с эти.м верхний предел степени сжатия зависит от таких факторов, как свойства топлива, состав смеси, условия теплоотдачи, конструктивные формы и т. д. Ориентировочные значения пределов изменения степени сжатия в двигателях различных типов с принудительным зажиганием смеси приведены ниже.

Бензиновые карбюраторные двигатели............ 5,5-9,0

Керосиновые карбюраторные двигатели............ 4,0-5,0

Газовые двигатели .................... 5,0-8,0

Двигатели с воспламенением от сжатия............ 12-20

Калоризаторные двигатели.................. 5-7,5

В двигателях, работающих с воспламенением топлива от сжатия, тоже, весьма желательно, чтобы к концу хода сжатия (к мш1енту впрыскивания топлива в цилиндр) в пространстве сжатия существовало турбулентное дви- жёние сжимаемого воздуха. Это облегчает перемешивание впрыскиваемого топлива с воздухом и, следовательно, улучшает использование имеющегося воздуха для сгорания. Неойходимо, однако, чтобы движение воздуха в npo-J странстве сжатия было организовано в соответствии с формой этого простран- ства и с направлением факелов впрыскиваемого топлива.

Для работы двигателей с воспламенением от сжатия необходимо, чтобы температура конца сжатия обеспечивала воспламенение впрыснутого топлива. Этим требованием определяется та минимальная степень сжатия, при которой двигатель может работать. Однако в действительности должна быть осуществлена значительно более высокая степей сжатия, так как:

1) увеличенная температура конца сжатия сокращает период между началом впрыска топлива и его воспламенением (период задержки воспламенения), что обеспечивает более мягкую работу двигателя со сгоранием без резкого повышения давления;

2) значительно более высокая температура конца сжатия при обычных ус-.ловиях обеспечивает возможность работы двигателя при низкой температуре всасываемого воздуха, .а также надежный пуск холодного двигателя, когда при усиленной потере теплоты в стенки температура конца сжатия сильно снижается.

Таким образом, значение степени сжатия зависит от эксплуатационных условий и конструктивных особенностей двигателя. Транспортные двигатели, работающие при низких температурах окружающей среды, двигатели с разделенными камерами сгорания и двигатели с малыми размерами цилиндров должны иметь более высокие степени сжатия.

Практические величины степени сжатия двигателей с воспламенением от сжатия укладываются в пределах е = 12 -ч- 20. Причина верхнего огра-

ничения степени сжатия заключается в том, что увеличение е вызывает повышение давления конца сжатия и, соотвегсгвенно, максимального давления сгорания. В результате чрезмерные нагрузки на кривошипно-шатунный механизм приводят к необходимости'утяжеления деталей этого механизма и двигателя в целом. Кроме того, повышенное максимальное давление на поршень увеличивает затрату мощности на преодоление сопротивлений трения в двигателе. При увеличении степени сжатия в области высоких ее значений (е = 20 и выше) использование теплоты повышается весьма незначительно. Таким образом, применение чрезмерно высоких степеней сжатия оказывается нерациональным.

Теплообмен в процессе сжатия и показатель политропы

Механическая работа, затрачиваемая извне на сжатие, расходуется на изменение внутренней энергии сжимаемого рабочего тела и сопровождается обменом теплоты с внешней средой (через.стенки). Это последнее обстоятельство и отличает протекание сжатия в действительном процессе от термодинамического цикла, в котором процесс сжатия принимается адиабатическим.

Для различных моментов протекания процесса сжатия направление теплового потока различно. В начальный период сжатия, после закрытия впускного клапана, продувочных или выпускных окон, температура заряда, заполнившего цилиндр, ниже температуры поверхностей, окружающих сжимаемое рабочее тело (гильзы цилиндра, головки и.,днища поршня). Поэтому в первой части хода сжатия сжимаемое рабочее тело дополнительно нагревается от этих поверхностей В этот период затрата внешней механической работы сопровождается получением теплоты от внешней среды, и, следовательно, показатель политропы п больше показателя адиабаты k. В процессе сжатия с повышением температуры сжимаемоготела уменьшается относительное количество теплоты, получаемое от стенок, поэтому показатель политропы непрерывно уменьшается, В тот бесконечно короткий период времени, когда средняя температура внутренних поверхностей цилиндра и температура сжимаемого газа равны между собой, теплообмена не наблюдается, т. е. получается мгновенный адиабатический процесс {п - k). Дальнейшее повышение температуры газа изменяет направление теплового потока: сжатие начинает сопровождаться отдачей теплоты стенкам цилиндра и поршню, при этом показатель политропы становится меньше показателя адиабаты (rt<fe) и непрерывно уменьшается вследствие повышения температуры в цилиндре. Отдача теплоты во время второй части хода с^катия частично ослабляется вследствие того, что относительная поверхность охлажденная, приходящаяся на 1 кг сжимаемого газа, постепенно уменьшается с приближением поршня к в м. т. На изменение величины /7j влияет также зависимость теплоемкости от температуры.

Таким образом, сжатие рабочего тела в действительном рабочем цикле представляет собой процесс с переменным показателем. Практически переменный показатель политропы заменяется некоторы.м средним показателем величина которого лежит в пределах 1,32-7-1,39. Эти цмфры указывают на то, что за весь период сжатия в ,бол,ьшинстве случаев пг> ;учается отдача некоторого количества теплоты. Однако общая отдача теплоты незначительна и поэтому процесс сжатия в двигателях протекает обычно очень близко к адиабатическому.

Основными факторами, влияющими на показатель ./Zj, являются интенсивность охлаждения двигателя, число оборотов коленчатого вала и размеры цилиндра. . ,м

Влияние охлаждения цилиндра совершенно очевидно: при пониженных температурах стенок отвод теплоты от сжимаемого газа более интенсивен, т. е. понижается средний показатель политропы сжатия. Вследствие этого.

например, двигатели с воздушным охлаждением характеризуются более высокими значениями п чем двигатели с жидкостным охлаждением.

Влияние числа оборотов сказывается на суммарном количестве теплоты которое отдается стенкам за период сжатия. Общая продолжительность процесса обратно пропорциональна числу оборотов коленчатого вала и* поэтому с увеличением числа оборотов средний показатель политропы сжатия увеличивается.

Неплотность поршневых колец и клапанов также влияет на величину показателя политропы сжатия, вызывая его понижение. В двигателях с большими геометрическими размерами цилиндра средний показатель политропы сжатия обычно несколько выше вследствие того, что относительная поверхность охлаждения, приходящаяся на 1 /сг сжимаемого газа, изменяется обратно пропорционально диаметру цилиндра.

Влияние нагрузки на процесс сжатия крайне незначительно. Точно так же весьма незначительна и зависимость показателя политропы от степени ежа ти я дв и гател я.

Параметры конца сжатия и конца впуска связаны между собой уравнением политропы сжатия. Обычно эта связь выражается в следующем виде : давление конца сжатия

температура конца сжатия

n = (109>

Тепловой баланс в процессе сжатия

Средний показатель политропы сжатия в частном случае адиабаты сжатия можно получить, применяя метод Е. К. Мазинга, заключающийся в составлении баланса теплоты в процессе сжатия.

На основании первого принципа термодинамики

Qc=Uc-U-\-AL,c, (ПО

где и и^ - внутренняя энергия сжимаемого рабочего тела в точках с и а цикла;

= ОЯц - количество теплоты, получаемой от стенок между точками а и с цикла вследствие внешнего теплообмена;

ALc = j Раа - с^с) - теплота, эквивалентная абсолютной

работе политропического сжатия рабочего тела между точками а и с цикла. Количество сжимаемого рабочего тела составляет кгмоль свежего заряда и Mj. кг моль остаточных газов.

В соответствии с этим уравнение (110) выразится в развернутом виде следующим образом:

где и и и -внутренняя энергия 1 /сг жоль свежего заряда и остаточных газов;

& - количество теплоты, характеризующее теплообмен в период сжатия, выраженное в долях теплотворной способности топлива Н„.

При этом предполагается, что впускной клапан закрывается в н. м. т., а давление в цилиндре при этом положении поршня равно р^.

с а

ИЛИ

с

Г^е --273. (115)

Полученная система уравнений решается методом подбора.

Если процесс сжатия принимают адиабатическим, то = О, и, следова-

тельно, член также равен нулю, и =

В двигателях с разделенными камерами сгорания, состоящими из двух и более полостей, соединенных узкими каналами, изменение параметров рабочего тела в процессе сжатия значительно сложнее. В таких камерах сжимаемое рабочее тело перетекает из одной камеры в другую, в результате чего давления в отдельных камерах в один и тот же момент различны. Различие в давлениях определяется также неодинаковыми условиями охлаждения рабочего тела в отдельных камерах и каналах. Изменение количества рабочего тела и теплообмена приводит к тому, что показатели политропических кривых, описывающих изменение давления при сжатии в ра.личных камерах, также отличаются один от другого и всегда имеют меньшие значения, чем в двигателях с неразделенными камерами, вследствие более интенсивной отдачи теплоты. Более подробно процессы сжатия в двигателях с разделенными камерами рассмотрены в гл. XI.

Ввиду сложности учета конструктивных особенностей камер сгорания (форма, условия теплообмена и др.) при тепловом расчете двигателей с разделенными камерами расчет параметров рабочего тела в конце сжатия обычно проводят так же, как для двигателей с неразделенными камерами, и лишь в дальнейшем вводят экспериментальные поправки в конечные результаты теплового расчета.

После преобразования левой части уравнения и почленного деления на Ml

Uc-{-iuc-u,-iv:-i\+-{)-{T,-T,:,! (Ill)

В частном случае, когда свежий заряд считают состоящим только из воздуха и когда а>1, при применении табличных значений внутренней энергии 1 кг моль продуктов сгорания топлива среднего состава при а = 1, выражение (U1) удобнее преобразовать, воспользовавшись формулами (69), (70) и (72).

Тогда

где и - внутренняя энергия свежего заряда при температуре соответствующей точки цикла, указанной индексом; Uq - внутренняя энергия продуктов сгорания при а = 1 и температуре соответствующей точки цикла, указанной индексом;

Га и Го выражаются формулами (69) и (70).

Уравнение (111) дает одну связь между средним показателем политропы i и температурой (температура известна). Второй связью между этими величинами является уравнение (109)

§ 4. ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ТЕЛА ПРИ СГОРАНИИ

Вместо внешнего подвода тепла в термодинамических циклах увеличение температуры рабочего тела в действительном рабочем процессе поршневых двигателей внутреннего сгорания осуществляется сжиганием горючей смеси. Процесс сгорания происходит не мгновенно, а развивается во времени. В соответствии с изменением тепловыделения в цилиндре двигателя изменяются температура и давление рабочего тела.

Способ воспламенения рабочей смеси предопределяет протекание процесса сгорания. Поэтому изменение параметров рабочего тела в период сгорания необходимо рассмотреть отдельно для различных типов двигателей внутреннего сгорания.

Сгорание в двигателях с зажиганием от электрической искры

.В двигателях с искровым зажиганием к моменту появления электрической искры рабочая смесь, состоящая из воздуха и парообразного или газообразного топлива и примеси остаточных газов, заполняет в цилиндре объем пространства сжатия. В зависимости от числа свечей зажигания рабочая смесь воспламеняется в одной или нескольких (чаще в двух) точках. Процессы сгорания происходят вблизи в. м. т. при малом изменении объема рабочего тела. Поэтому изучать изменение давления в этом периоде удобнее на так называемых развернутых индикаторных диаграммах, показывающих изменение давления р в цилиндре по углу ср поворота коленчатого вала или по времени т. На фиг. 44 изображена развернутая индикаторная диаграмма двигателя ГАЗ-51 (кривая Р), а также показано примерное изменение средней температуры рабочего тела (кривая Т). Если зажигание выключено, то давление в цилиндре (штриховая кривая) изменяется почти симметрично относительно вертикальной линии, соответствующей в. м. т. (несимметричность получается вследствие теплообмена между газом и стенками, а также некоторой утечки газа через поршневые кольца и клапаны).

Момент проскакиваиия искры отмечен ординатой /, соответствующей углу 6 до в. м. т.; в этот момент давление в цилиндре равно р^. После проскакиваиия искры давление в цилиндре в течение времени, пропорционального углу ср,- поворота вала, продолжает оставаться таким же, как и при выключенном зажигании до давления рч, соответствующего ординате 2. От точки 2 давление быстро нарастает до р^ = Pz - максимального давления цикла, значительно превосходящего давление конца сжатия рг.

Линия изменения давления при расширении после точки 3 также проходит выше линии расширения при отсутствии зажигания.

Фиг. 44. Диаграмма изменения давления р и температуры Т по углу f поворота коленчатого вала в двигателе с зажиганием от электрической искры.

Характер изменения давления в период сгорания в двигателе с искровым зажиганием позволяет выделить две основные фазы: фазу образования начального очага горения (участок /-2, соответствующий 9 градусов поворота вала) с малым тепловыделением и фазу распространения пламени (участок 2- 3, соответствующий 9 градусов угла поворота вала). В течение второй фазы происходит основное тепловыделение. Третья фаза - догорание по линии расширения.

Первая фаза завершается в тот момент, когда первоначальный очаг горения около свечи достигает такого размера, что количество выделившейся теплоты оказывается достаточным для заметного повышения давления в цилиндре.

Этому соответствует сгорание объема смеси, равного около 6-8% от общего объема камеры сгорания. Скорость сгорания в первой фазе в основном определяется химическими факторами (составом смеси и свойствами топлива).

Во второй фазе при распространении пламени в основной части объема камеры на скорость сгорания в основном влияет интенсивность крупно-масштабной турбулентности. В этой фазе резко увеличивается скорость сгорания и происходит выделение основной части теплоты сгорания. Максимальное давление в цилиндре достигается приблизительно в конце процесса распространения пламени, т. е. после почти полного завершения прохода фронта пламени через камеру сгорания.

Скорость тепловыделения в основной фазе сгорания определяет быстроту нарастания давления по углу поворота вала, характеризуемую отношением

щ кг1см град. Эта величина на диаграмме р - 9 определяется тангенсом

угла наклона касательной в данной точке кривой давления к оси абсцисс. Быстрота нарастания давления при сгорании может характеризоваться

также отношением кг/смград, гдеДр = Рз-р^ -разность максимального

давления цикла и давления в начале сгорания, а Дер = cpg =.-g = ср,- разность углов поворота вала при максимальном давлении и в начале сгорания.

Быстрота нарастания давления характеризует резкость приложения усилий к деталям кривошипно-шатунного механизма или. как принято

1называть, жесткость работы двигателя. Жесткость работы двигателя зависит от кривизны переходного участка между линиями сжатия и сгорания. С увеличением радиуса кривизны (т. е. если линия сжатия плавно переходит в линию сгорания) жесткость работы двигателя уменьшается.

В двигателях с низкими степенями сжатия (4,5-5) быстрота нарастания давления составляет 0,7-0,9 кг1см град; в двигателях со степенями сжатия 6,5-8 быстрота нарастания давления больше и составляет 1,1 - 1,6 кг!см град.

Первая фаза-так называемая задержка воспламенения, определяемая по индикаторной диаграмме углом ср, представляет собой по существу период задержки повышения давления. Эта величина включает период собственно химической задержки воспламенения и образование начального небольшого очага сгорания. Вторая фаза, определяемая углом 9,. соответствует почти полному проходу пламени по камере сгорания.

Иа продолжительность первой фазы влияют следующие факторы:

а) состав рабочей смеси, характеризуемый коэффициентом избытка воздуха, и структура молекул топлива;

б) степень сжатия, определяющая подготовленность топлива к воспламенению;

в) энергия источника зажигания.

На продолжительность второй фазы сгорания оказывают влияние те же факторы и дополнительно:

г) расположение свечи и конфигурация камеры сгорания;

д) момент зажигания;

е) скорость движения и турбулентные характеристики рабочей смеси. В действительных условиях сгорания в двигателе максимум давления и

максимум температуры рабочего тела не совпадают по времени (ср и сру- на фиг. 44). Максимальное давление достигается до окончания тепловыделения в цилиндре, хотя пламя к этому моменту уже прошло основную часть объема камеры сгорания. Достижение максимальной температуры также происходит не при полностью законченном тепловыделении.

Сдвиг максимумов давления и температуры рабочего тела в цилиндре является результатом совместного влияния подвода теплоты при сгорании и увеличения объема рабочего тела вследствие движения поршня. Несовпадение момента прохода пламени через камеру сгорания и окончания тепловыделения определяется периодом догорания смеси в камере, временем рекомбинации диссоциированных продуктов сгорания и более медленным окислением относительно холодных слоев рабочей смеси у стенок камеры.

На продолжительность периода до достижения максимума температуры влияют те же факторы, что и на вторую фазу сгорания. Продолжительность третьей фазы сгорания, так называемого догорания при расширении, зависит от состава смеси, момента зажигания и степени турбулизации догорающей смеси.

Влияние степени сжатия. С увеличением степени сжатия повышается давление и температура в период сжатия, что ускоряет подготовку топлива к сгоранию и увеличивает скорость сгорания. В двигателе с большей степенью сжатия период задержки воспламенения и продолжительность сгорания до достижения максимального давления меньше, тепловыделение происходит быстрее, давление по углу поворота вала растет также более интенсивно, а максимальное давление р^ достигается при положении, более близком к в. м. т.

Влияние формы камеры сгорания и расположение свечей. Конфигурация камеры сгорания и расположение свечи (или свечей) влияет на форму и величину поверхности фронта пламени, скорость его перемещения и, в результате, на интенсивность тепловыделения в зависимости от угла поворота вала.

Более быстрое увеличение давления при сгорании наблюдается в двигателях с плоскоцилиндрической формой камеры сгорания при двух боковых свечах, чем в двигателях с боковой камерой сгорания и одной свечей, так как при двух свечах, воспламеняющих смесь с двух противоположных сторон, к моменту подхода поршня к в. м. т. успевает сгореть большая часть рабочей смеси.

Путь, проходимый пламенем при боковом зажигании, длиннее, чем при зажигании из центра. Поэтому продолжительность распространения пламени в случае бокового зажигания больше, чем в случае центрального.

При одной и той же скорости движения фронта пламени скорость сгорания пропорциональна поверхности пламени. При равных углах поворота вала поверхности пламени больше при центральном расположении свечи. Поэтому при зажигании смеси сбоку камеры давление в конце прохода фронта пламени получается меньше, чем при центральном зажигании, а соответствующий угол поворота вала увеличивается. В этом случае процесс сгорания растягивается по времени, и быстрота нарастания давления по углу поворота коленчатого вала получается меньшей, чем при центральном размещении свечи.

Влияние опережения зажигания рабочей смеси. Распространение пламени так же, как и выделение теплоты, происходит с конечной скоростью. Вследствие этого, чтобы получить макси-мальную работу цикла, необходимо устанавливать зажигание с некоторым опережением относительно в. м. т. Этим достигается своевременное протекание процесса сгорания, а следовательно, и тепловыделения при перемещении поршня вблизи в. м. т. У^г л о м о п е р е ж е и и я за ж^ г. а Н и я называют угол поворота колёнчатбгб'1вала~от мрмента появления искры между электродами свечи до прихода поршня в в. м. т. Влияние угла опережения зажигания 6 на протекание давления в цилиндре показано на фиг. 45.

35 30 25

о

				А
				/ у
					-1Г =7°

2D Л

Илж

Фиг. 45. Влияние опережения зажигания на форму индикаторной диаграммы в двигателе ГАЗ-51 (п = 2100 об/мин, а = 0,92; дроссельная заслонка открыта полностью)-

i-O, =0°; 2-62=7°; 3-Оз=22°; 4-6=27°.

Зажигание рабочей смеси при положении поршня в в. м. т., как видно из диаграмм (фиг. 45, а), приводит к увеличению периода задержки воспламенения 9,. Процесс сгорания растягивается по времени, так как проходит в условиях увеличивающегося объема над поршнем при ослабленном вследствие затухания влиянии турбулентности. Максимальное давление получается значительно позже в. м. т. (около 40° после в. м. т.).

При увеличении угла опережения процесс сгорания развивается скорее. Основная масса смеси успевает сгорать при перемещении поршня вблизи в'Г'м. Т.7 вследствие чего максимальное давление получается также при положении поршня ближе к в^м^т. Расширение, газовjiTanoBHTCH более г;рл:: ным...Площадь индикаторных диаграмм в координатах р - V соответственно возрастает (фиг. 45, б).

Наибольший период задержки получается при наиболее позднем зажигании. Это вызвано тем, что образование начального очага сгорания протекает при увеличении объема цилиндр.т. Наиболее благоприятным для образования начального очага сгорания является зажиганй с опережением 5-ТО. Но наимёньшее~вр¥мя~достйжЙ^ максимального давления насту- пает не при минимальном периоде задержки, а несколько большем значении г,., соответствующем большему углу опережения зажигания, в дан-

ном случае при угле 6 = 22°. При этом угле получается наибольшая быстрота нарастания давления по углу поворота вала и наибольшая площадь индикаторной диаграммы (диаграмма 3 на фиг. 45, б). Таким образом, наивыгоднейший для получения наибольшей работы угол опережения зажигания на данном режиме работы двигателя зависит не только от периода задержки т^, но и от турбулентных характеристик заряда свежей смеси, определяющих своевременность сгорания.

Наивыгоднейший угол опережения зажигания зависит также и от подготовленности рабочей смеси к сгоранию. Напри.мер, при увеличении степени сжатия наивыгоднейший угол

Р

кг/см 35

О

				ж
	д>=11,5 (=1,5 --
	д>=19°-.-
%=1еЧ
			с
		Щг=г8° - В,=3101 -0=315° -

60 W 20 0 20 W 60 80

Фиг. 46. Изменение давлений в цилиндре двигателя ГАЗ-51 в зависимости от состава рабочей смеси (п = 2000 об/мин):

/ - а = 0,84; 2 -а = 0,65; 5 - =1.0; 4 -а= 1.18.

опережения зажигания уменьшается. Наивыгоднейший угол опережения зажигания уменьшается также при повышении температуры впуска свежего заряда.

1 При перегревании элек-I тродов свечи зажигания или возникновении в камере других очагов зажигания, например, тлеющего нагара, раскаленных участков стенок камеры и др., происходит нарушение протекания процесса сгорания. Иногда двигатель продолжает работать при таком калильном зажигании, однако при I эгом момент воспламенения смеси не остается постоянным . и могут происходить преждевременные вспышки , вызывающие стуки и неравномерную работу двигателя.

Влияние состава рабочей смеси. Состав рабочей смеси сильно влияет на скорость сгорания и количество выделяющегося тепла, что отражается на изменении давления п температуры в цилиндре двигателя.

На фиг. 46 для примера приведены совмещенные индикаторные диаграммы, полученные при различных составах рабочей смеси. Для каждого состава^ смеси, характеризуемого коэффициентом избытка воздуха, устанавливался угол опережения зажигания, при котором наблюдалось появление признаков легкой детонации.

Изменение состава рабочей смеси определяет различные значения наи:. выгоднейшего угла опережения зажигания 5

* Минимальные значения угла опережения 6, и соответствуют коэффициенту избытка воздуха а = 0,8. Этому коэффициенту избытка воздуха соответствует максимальное отношение А/с/Лср и, следовательно, максимальная интенсивность тепловыделения. Обеднение состава смеси (ос > 0,9) вызывает необходимость увеличивать угол опере2ке1Тия, ио при этом возра^ стает период задержки т,. и удлиняется период сгорания; быстрота нараста^ ния давления Др/Дср уменьшается, так как интенсивность тепловыделения снижается.

Влияние интенсивности вихреобразования. Интенсивность вихревых движений в камере сгорания зависит от скорости вращения вала двигателя. Вихревые движения вызываются поступлением горючей смеси (или-воздуха) в цилиндр во время хода впуска со значитель-

НОЙ скоростью, увеличивающейся с повышением числа оборотов и усилением потоков, возникающих при ходе сжатия. Одновременно сокращается время затухания турбулентности потоков.

При увеличении числа оборотов вала двигателя период задержки воспламенения по времени и продолжительность сгорания до достижения максимального давления уменьшаются (фиг. 47). Это уменьшение происходит вследствие того, что с увеличением числа оборотов, во-первых, несколько повьннаются температуры в процессе сжатия, а следовательно, и степень подготовленности рабочей смеси к воспламенению, и, во-вторых, усиливаются вихревые движения в камере сгорания. Тем ие менее ускорение^ сгорания не компенсирует сокращения времени, предоставляемого для процесса сгорания, при увеличении числа оборотов. Поэтому для получения

оптимальных условий сгорания при / увеличении числа оборотов вала

сек

fW г)

сек

0.610

в

28 26 2t 22 20 18

необходимо увеличивать опережение зажигания.

1000 то 1800 2200 woo ЗОООпОб/ти

Фиг. 47. Влияние числа оборотов п коленчатого вала на параметры процесса сгорания в двигателе ГАЗ-5!: на период задержки воспламенения х,-, время сгорания до достижения и быстроту нарастания давления Ap/Af.

Фиг. 48. Вид индикаторной диаграммы при детонации.

Детонационное сгорание. Условия и причины появления детонационного сгорания были выяснены ранее (гл. IV). В двигателях с (зажиганием от электрической искры детонация обнаруживается появлением звенящих металлических стуков в цилиндрах. Частота и сила стуков опре-Уделяет интенсивность детонации. При слабой детонации обычно прослу-(шиваются отдельные чередующиеся с некоторыми интервалами слабые стуки. При интенсивной детонации появляются сильные непрерывные стуки, понижается мощность, перегревается двигатель и появляется черный дым (сажа) в отработавших газах Длительная работа двигателя с детонацией .приводит к прогоранию поршней и выкрашиванию заливки вкладышей подшипников.Индикаторная диаграмма двигателя при детонационном сгорании

Гоказана на фиг. 48. Причиной разрушения ряда деталей двигателей при детонации являются местные резкие изменения давления и температуры в ударных волнах, движущихся в камере сгорания.

1 ... 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 ... 20