ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Индикаторные диаграммы. Индикаторная мощность из "Общая теплотехника Издание 2 " Рассмогрим теперь последовательно отдельные процессы действительного рабочего цикла четырехтактного двигателя. [c.443] По окончании процесса заполнения цилиндр двигателя оказывается заполненным омесЫо свежего заряда и остаточных газов. Разрежение в цилиндре к этому моменту составляет около 0,15 0,05 ат в зависимости от быстроходности двигателя, а температура 7 д = 310-н 350° К. Таким образом, количество свежего заряда составляет лишь долю р а-бочего объема (объема, описанного поршнем). Совершенство заполнения цилиндра характеризуют коэффициентом наполнения представляющим отношение весового количества свежего заряда, действительно поступившего в цилиндр, к тому количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме при давлении и температуре олрул ающей сре ды. Такой способ подсчета коэффициента наполнения дает возможность характеризовать совершенство самого двигателя. Вместе с тем абсолютное количество свежего заряда будет зависеть также от давления и 1 емпературы атмосферного воздуха. С увеличением высоты расположения установки над уровнем моря барометрическое давление падает, и соответственно будет уменьшаться заряд цилиндров двигателя. То же имеет место при повышенной температуре окружающего воздуха, т. е. [c.443] Задача по,вдержания постоянства мощности, а следовательно, заряда цилиндров, особенно важна для авиационных двигателей, которые должны работать на больших высотах. [c.443] ВЛ — внутренняя мертвая точка ЯЛГ—наружная мертвая точка О. вп. — открытие впускного клапана (начало впуска) 3. Вп. — закрытие впускного клапана (конец впуска). О Вып. — открытие выпускного клапана (начало выпуска) 3. Вып. — закрытие выпускного клапана (конец выпуска) О. .— открытие форсунки (начало впрыска топлива) 3. ф — закрытие форсунки (конец впрыска топлива) а — угол опережения начала впуска р — угол запаздывания конца впуска V --угол опережения впрыска топлива б — угол запаздывания конца выпуска — угол опережения начала выпуска. [c.444] Это снижение будет продолжаться до тех пор, пока мощность двигателя будет уже недостаточна для дальнейшего подъема самолета, т. е. будет достигнут потолок самолета. [c.444] Прежде чем переходить к следующему процессу— сжатия рабочей смеси в цилиндре двигателя, рассмотрим особенности наполнения цилиндра двухтактного двигателя. [c.444] Другая особенн-о сть процесса наполнения цилиндра двухтактного двигателя обусловлена тем, что последняя часть хода поршня до н. м. т. с ТОГО ыо Мента, как поршень открыл вьгпуск-иые (при поперечной продувке) окна, уже не является рабочей, поскольку полость цилиндра сообщается с атмосферой. Поэтому для двухтактных двигателей действительный рабочий объем цилиндра подсчитывается не по. всему ходу поршня, а по в-еличине хода до момента открытия окон (или выпускных клапа- нов). Коэффициент наполнения двухтактного двигателя зависит не только от числа оборотов и размеров проходных сечений выпускных и продувочных органов, но также и от совершенства системы продувки, давления и количества продувочного воздуха, правильности направления струй воздуха в цилиндре, обеспечивающей полное вытеснение газов из цилиндра без значительного перемешивания с воздухом. [c.445] Значения коэффициентов наполнения двигателей лежат в пределах 0,75 0,90, причем чем выше число оборотов, тем меньше %. [c.445] Значения показателя щ различны для двигателей разных типов. Для дизелей л, — = 1,35- 1,38, для карбюраторных двигателей j = 1,33-т-1,36, для калоризаторных двигателей низкого сжатия с впрыском воды л,= 1,2-- 1,25. [c.445] В бензиновых двигателях при числе оборотов 1 500 в минуту это опережение зажигания обычно составляет 25 н- 30° до в. м. т. [c.446] Степень повышения давления при сгорании топлива в карбюраторных двигателях при полной нагрузке составляет обычно 2 =2,5-н 4,0, причем максимальное давление сгорания достигает р -=25 50 ата, а температура 2 ООО-- 2 300° К. [c.446] В дизелях в конце процесса сжатия в цилиндре находится только воздух, нагретый до ВЫ СО КОЙ температуры в результате сжатия. В цилиндр впрыскивается и мелко распыли-вается топливо, которое испаряется и образует горючую смесь с воздухом Пары топлива нагреваются до температуры, превышающей температуру самовоспламенения, и начинается процесс горения. Последующие порции впрыскиваем ого топлива попадают уже в среду еще более высокой температуры, испарение происходит более интенсивно, и пары поджигаются уже имеющимися очагами пламени. Для протекания подготовительных к сгоранию процессов, есте-ственно, требуется определенный период времени от момента начала впрыска топлива до начала сгорания, называемый задержкой самовоспламенения. Д.ЯЯ тихоходных двигателей, в которых период времени в цикле, отведенный для процесса сгорания, велик сравнительно с задержкой самовоспламенения, последняя не имеет особо существенного значения. В быстроходных же двигателях, в которых на весь процесс сгорания отводится 2- -4 миллисекунды мсек), задержка самовоспламенения, величина которой в основном определяется свойствами топлива, в 1 н-2 мсек, значительно ухудшает процесс. При больших задержках самовоспламенения в цилиндре скапливается значительная порция тош[ива, которая затем сразу самовоспламеняется, вызывая резкое нарастание давления, обусловливающее жесткую работу двигателя, со стуками и ударами, при1водящую к быстрому износу и поломкам деталей двигателя. [c.446] Из сопоставления к. п. д. теоретических циклов постоянного объема и постоянного давления ( 1-20) следует, что при равных степенях сжатия г к. п. д. смешанного цикла тем выше, чем больше степень повышения давления Я, т. е. чем большая доля тепла подводится при постоянном объеме и чем ближе смешанный цикл к циклу постоянного объема. Однако, увеличение Я при постоянном г и, следовательно, определяет собой рост максимального давления цикла (р ). По величине же этого давления производится расчет на прочность деталей двигателя. Слишком высокие значения р потребуют значительного утолщения стенок цилиндра, массивных движущихся деталей и пр., что приводит к утяжелению двигателя. Поэтому в современных дизелях обычно ограничиваются значениями Я—1,4-ч-1,8 и соответственно р= 1,4-i-1,2. При этом максимальная температура сгорания при полной нагрузке достигает 7 = 1 700-н 1 900 К и максимальное давление 45 н- 60 ата, а в некоторых специальных типах двигателей и свыше 100 ата. [c.447] Г асширение газов в действительном двигателе, так же как и сжатие, не является адиабатным. Вследствие высокой температуры газы интенсивно отдают тепло стенкам цилиндра. Наряду с этим идет процесс догорания топлива, не успевшего сгореть в период видимого сгорания. Этот процесс догорания в известной степени компенсирует отдачу тепла, и практически принимают кривую расширения за политропу с некоторым средним постоянным показателем. [c.447] Для карбюраторных и газовых двигателей, работающих по циклу, близкому к циклу постоянного объема, как известно, р=1 и 8=г , т. е. степени сжатия. [c.447] Средние значения показателя политропы расширения для дизелей 2= 1,25-г-1,35, а для карбюраторных двигателей 2 = 1,22-— 1,30. [c.447] В четырехтактных двигателях рабочий ход поршня продолжается до н. м. т., однако еще до его окончания начинает открываться выпускной клапан (фиг. 8-4). Такое опережение выпуска необходимо для того, чтобы часть отработавших газов успела вытечь из цилиндра и к началу обратного движения поршня давление в цилиндре упало до величины, соответствующей давлению в выхлопной системе, так как осуществить мгновенное удаление газов невозможно. Величина опережения выпуска зависит, естественно, от быстроходности двигателя и составляет обычно 40 60° до н. м. т. Наконец, в течение последующего хода выпуска отработавшие газы вытесняются поршнем из цилиндра. Давление газов в цилиндре в течение этого периода зависит от сопротивлений выхлопной системы и составляет обычно 1,1 1,05 ата. Температура га-зо-в в выхлопной трубе четыре.хтактных двигателей различна в зависимости от типа двигателя и составляет при полной нагрузке для дизелей 350 -—450° С, а для газовых и карбюраторных двигателей — 500-ь 600° и до 850° для авиационных. [c.447] Вернуться к основной статье