1. Подогрев свежего заряда.
Во время впуска в двигатель свежий заряд подогревается от нагретых деталей. Подогрев свежего заряда способствует снижению коэффициента наполнения. На бензиновых двигателях это способствует испарению топлива, но увеличение степени подогрева будет рациональным до тех пор, пока повышение энергетических и экономических показателей двигателя будет покрывать падение этих показателей вследствие снижения коэффициента наполнения.
2. Сопротивление на впуске и выпуске.
Влияние гидравлического сопротивления впускной и выпускной систем на коэффициент наполнения проявляется через величины давления впуска и выпуска. Чем больше потеря давления на впуске, тем меньше плотность свежего заряда в цилиндре и коэффициент наполнения. Уменьшение сопротивления впускной системы достигается:
– ограничение скорости движения свежего заряда, т.е. впускной трубопровод и клапан должны иметь достаточные проходные сечения, небольшую длину и тщательную обработку;
Установка глушителей , турбин повышает сопротивление на выходе.
3.Частота вращения коленчатого вала.
С повышением частоты вращения коленчатого вала сопротивление впускной системы возрастает пропорционально квадрату частоты вращения. Поэтому давление в цилиндре в конце наполнения снижается.
Рис.4. Зависимость коэффициента наполнения от нагрузки:1- дизельный двигатель; 2- карбюраторный двигатель.
Одновременно с увеличением частоты вращения увеличивается дозарядка цилиндра, снижается подогрев воздуха и уменьшаются потери заряда из-за запаздывания закрытия впускных клапанов. Влияние всех факторов приводит к тому, что на некоторой частоте вращения коэффициент наполнения достигает максимального значения. При дальнейшем увеличение частоты вращения влияние роста гидравлического сопротивления по сравнению с эффектом дозарядки и подогрева оказывается преобладающим, в следствии чего коэффициент наполнения уменьшается.
4.Нагрузка на двигатель.
С ростом нагрузкиувеличивается развиваемая мощность двигателя. Влияние нагрузки на коэффициент наполнения у дизелей и карбюраторных двигателей различно (рис.5).
Рис.5. Влияние нагрузки на коэффициент наполнения: 1 – в дизеле; 2 – в карбюраторном двигателе.
В дизеле для увеличения мощности впрыскивается большее количество топлива, что приводит к росту температуры деталей, а значит и подогреву свежего заряда. Поэтому в дизелях с ростом нагрузки наблюдается некоторое снижениекоэффициента наполнения.
В карбюраторных двигателях для увеличения нагрузки поворачивают дроссельную заслонку, создавая тем самым меньшее сопротивление на впуске. При этом увеличивается количество свежего заряда, а прогрев его снижается. Поэтому зависимость коэффициента наполнения близка к линейной.
5. Размеры и количество клапанов.
При увеличении размеров или количества клапанов снижаются потери на впуске и выпуске, что приводит к соответствующему повышению коэффициента наполнения.
Определение влияния на коэффициент наполнения может оказывать также и расположение клапанов. При верхних клапанах впускной трубопровод получается более выгодной формы, благодаря чему сокращается его сопротивление.
6. Материал деталей.
Применение алюминиевых сплавов для деталей цилиндро-поршневой группы вместо чугуна позволяет значительно понизить их температуру, что снижает подогрев заряда и обеспечивает повышение коэффициента наполнения.
7.Условия окружающей среды.
Чем ниже температура окружающей среды и выше атмосферное давление, тем больше масса свежего заряда заполнит цилиндр двигателя.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8596 – 
| 7408 – 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
ДсИЗ: при снижении нагрузки дроссельную заслонку прикрывают, вследствие уменьшения проходного сечения гидравлические сопротивления во впускной системе возрастают, что приводит к понижения давления ра- давления в цилиндре в начале сжатия. В этом случае в процессе впуска давление в цилиндре понижается, вследствие чего коэф. Наполнения уменьшается.
2.17. Назначение процесса сжатия (2-3)
Назначение такта сжатия- хорошо перемешать, окончательно испарить горючее и уплотнить смесь, что необходимо для увеличения скорости ее сгорания( при сжатии частицы горючего сближаются друг с другом, повышается давление и вследствие этого возрастает температура смеси).
2.18. Чем определяется (ограничивается) выбор степени сжатия в ДсИз?
Степень сжатия двигателя- это отношение полного объема цилиндра (V) к объему камеры сгорания (Vc). Увеличение степени сжатия требует использования топлива с более высоким октановым числом ( для бензиновых ДВС) во избежание детонации. Повышение степени сжатия в общем случае повышает мощность, кроме того, увеличивает КПД двигателя как тепловой машины, то есть, способствует снижению расхода топлива. Увеличение степени сжатия ограничивается появлением детонации вследствие роста температуры рабочей смеси в конце хода сжатия, в результате чего двигатель перегревается, наполнение цилиндров безвоздушной смесью ухудшается, износ основных деталей двигателя повышается в 2-3раза. Сильная детонация может привести к прогорания днища поршня.
2.19. Как и почему влияет повышение степени сжатия в ДсИз на 1)индикаторный кпд 2) выделение азота с ог?
Повышение степени сжатия до определенных пределов приводит к росту индикаторного КПД, а следовательно, к улучшению мощностных и экономических показателей .Степень сжатия поднимает температуру в цилиндре до достаточной для воспламенения, следовательно кол-во теплоты вводимой в цикл уменьшается, что увеличивает индикаторный КПД.
При снижении степени сжатия уменьшается выделение оксида Азота, так как при это снижается максимальная температура цикла и горение смещается в сторону процесса разширения.
2.20 Чем объясняется повышение экономичности ДсИз с повышение степени сжатия?
Увеличение степени сжатия требует использования топлива с более высоким октановым числом во избежание детонации. Повышение степени сжатия в общем случае повышает его мощность, кроме того, увеличивает КПД двигателя как тепловой машины, то есть, способствует снижению расхода топлива.
2.21 Чем определяется и чем ограничивается выбор степени сжатия в дизелях?
Степень сжатия у дизеля в 2 раза выше, чем у бензинового дизеля. Высокая, не менее 14( достигает 25), степень сжатия необходима для того, чтобы температура воздуха в цилиндре поднялась до величины, достаточной для воспламенения топлива. Обычно в дизелях степень сжатия составляет 21-22 и ограничивается лишь прочностными хар-ми двигателя.
2.22 Объясните причины подвода (отвода) теплоты к свежему заряду( от свежего заряда) в процессе сжатия.
Для воспламенения топливовоздушной смеси необходим подвод теплоты извне либо ко всей массе свежего заряда, либо к небольшой ее части за счет местного разогрева до высокой температуры. Этой энергии должно быть достаточно, чтобы в некотором объеме горючей смеси обеспечить за счет химических реакций превышение скорости тепловыделения над скоростью теплоотвода в окружающую более холодную горючую смесь.
Обязательный нормированный отвод тепла от поршневых двигателей обусловлен необходимостью поддержания определенного температурного состояния их деталей при различных режимах и условиях работы. Известно, что в процессе сгорания рабочей смеси температура в цилиндрах двигателя повышается до 1700-2500С, и хотя к концу процесса (такта) выпуска она резко снижается но все таки остается достаточно высокой и составляет около 700-900С. В результате этого детали двигателя сильно нагреваются и не успевают охладиться за время впуска в цилиндры относительно холодного свежего заряда. А перегрев любого двигателя в лучшем случае приводит к снижению весового наполнения цилиндров и сопровождается понижением мощностных и экономических показателей.
Мощность, развиваемая двигателем, в первую очередь зависит от качества топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндр в такте впуска. Очевидно, что чем больше будет это количество, тем большую мощность разовьет двигатель.
Весовым зарядом цилиндра называется вес воздуха (топливовоздушной смеси – для карбюраторного двигателя), поступившего в цилиндр за время такта впуска и оставшегося в цилиндре к моменту закрытия клапанов впуска. Различают теоретический и действительный весовые заряды.
Под теоретическим весовым зарядом qТ понимают заряд, который может поместиться в рабочем объеме цилиндра Vn при давлении и температуре, равным давлению и температуре во впускном коллекторе двигателя:
где ρ – плотность воздуха во впускном коллекторе, кг/м 3 ;
g – ускорение свободного падения, g ≈ 9,81 м/с 2 ;
Vn – рабочий объем цилиндра, м 3 .
Под действительным весовым зарядом qД понимают заряд, который в действительности поступил в цилиндр и остался в нем.
В двигателях с впуском из атмосферы (невысотных двигателях, например – Lycoming IO-360-L2A) действительный заряд цилиндра получается всегда на 10…15 % меньше теоретического. Это происходит за счет гидравлических потерь во впускных трубопроводах, влияния остаточных газов и нагрева смеси от стенок цилиндров в процессе впуска.
В двигателях с нагнетателем (например – АШ-62 ИР) теоретический и действительный весовые заряды возрастают за счет увеличения плотности смеси на впуске. В этом случае действительный весовой заряд цилиндра может быть и больше теоретического. Объясняется это тем, что давление остаточных газов в камере сгорания меньше давления наддува и, следовательно, после открытия впускного клапана некоторое количество смеси может поступить в нее за счет сжатия остаточных газов до давления, существующего на впуске.
Отношение действительного весового заряда цилиндра к теоретическому называется коэффициентом наполнения ηV:
. (12)
Отсюда действительный весовой заряд цилиндра равен:
Величина коэффициента наполнения характеризует степень заполнения воздухом (смесью) цилиндров двигателя. Для двигателей с впуском из атмосферы коэффициент наполнения составляет ηV = 0,85…0,90. Для двигателей с нагнетателем коэффициент наполнения может быть больше единицы и достигает величин ηV = 1,10…1,12.
Увеличить действительный весовой заряд цилиндра можно путем увеличения плотности воздуха на впуске ρ и увеличения коэффициента наполнения ηV. Плотность ρ прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна температуре. Если снижать температуру воздуха (смеси) и увеличивать наддув, то будет увеличиваться плотность ρ и, следовательно, весовой заряд цилиндра qД. На некоторых двигателях с нагнетателями для охлаждения воздуха на выходе из нагнетателя устанавливают радиаторы, которые позволяют при том же давлении наддува получить более высокую плотность воздуха.
Коэффициент наполнения можно увеличить рациональным выбором моментов открытия и закрытия впускного клапана, уменьшением гидравлических потерь во впускной системе путем увеличения проходных сечений трубопроводов и придания им плавных переходов, а также увеличения проходного сечения впускного клапана за счет увеличения его диаметра, высоты подъема или за счет увеличения количества впускных клапанов.
При рассмотрении высотной характеристики был приведен пример такой характеристики для двигателя М-14П, являющегося промежуточным между невысотными и высотными двигателями. В этом примере отсутствовала зависимость удельного расхода топлива от высоты. Типовая высотная характеристика невысотного двигателя (Lycoming IO-360-L2A) имеет вил, приведенный на рис. 6.
Изменение мощности с высотой, обозначенное сплошной линией, характерно для случая, когда на вал двигателя установлен винт изменяемого шага (ВИШ), позволяющий сохранять постоянное число оборотов с подъемом на высоту. При установке на двигатель винта фиксированного шага (ВФШ) число оборотов двигателя с подъемом на высоту будет падать, и уменьшение эффективной мощности будет более значительным, чем в первом случае (на высотной характеристике – линия, обозначенная пунктиром).
Удельный расход топлива qе с подъемом на высоту возрастает. Это объясняется тем, что с увеличением высоты индикаторная мощность Ni уменьшается в большей степени, чем мощность трения, и, следовательно, доля индикаторной мощности, затрачиваемая на преодоление трения, при подъеме на высоту увеличивается, что приводит к падению механического КПД ηм.
Уменьшение мощности невысотных двигателей с подъемом на высоту приводит к тому, что самолеты с такими двигателями имеют невысокие летно – технические характеристики (малый потолок, малые грузоподъемности и скороподъемность, невысокую скорость горизонтально полета и т.д.). Стремление к улучшению ЛТХ самолетов с поршневыми двигателями привело к созданию высотных двигателей.
Дата добавления: 2018-09-22 ; просмотров: 91 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ
