Полученное выражение для справедливо для четырехтактных и двухтактных двигателей жидкого и газообразного топлива. На фиг. 36 показан пример зависимости от и if при постоянной величине (Т + ДГ) и С = 1.
В конце процесса наполнения цилиндр имеет объем и заполнен рабочей смесью под давлением и при температуре Т. Количество свежей смеси, поступившее в цилиндр за период наполнения, оказывается меньше, чем то-количество, которое могло бы поместиться в объеме при давлении р. и температуре Т.
Дозарядка, производимая в начале хода сжатия, несколько увеличивает-количество свежего заряда, поступившего в цилиндр двигателя.
Отношение действительного количества заряда (для карбюраторных н газовых двигателей - смеси воздуха с топливом, а для двигателей с воспламенением от сжатия-воздуха), поступившего в цилиндр, к тому количеству, которое могло бы заполнить рабочий объем при давлении р и температуре Т,,, называется к о э ф ф и-ц и е н т о м наполнения т\у.
Согласно определению коэффициента наполнения, свежий заряд, поступивший в цилиндр, при давлении р и температуре занимает объем t\y Vf.
т°а6с
0.05 0.10 0J5 0.20 0/2t
Фиг, 36. Зависимость температуры . конца наполнения от температуры Tj. и риииента остаточных газов \ при = 288° абс. и ДГ = 30°.
Тогда по характеристическому уравнению количество свежего заряда.
(91)
= кгмоль.
Это количество свежего заряда может состоять из двух частей: количества L, находящегося в цилиндре, когда общий объем его составляет V = = Vс ~ н-> и количества - L, поступившего в цилиндр при дозарядке.
Первая часть заряда L кгмоль вместе с количеством остаточных газов М. кгмоль заполняет цилиндр объемом при давлении и температуре Т.
Следовательно, из характеристического уравнения количество рабочей смеси
+ * = - (92)
После дозарядки количество рабочей смеси увеличивается до
M, + M, = :,,{LJrM,\ (93)
где Cl - коэффициент дозарядки, показывающий относительное увеличение количества рабочей смеси после дозарядки по сравнению с тем, которое находилось в объеме V.
Значения С, для двигателей различных типов лежат в пределах 1,02-1,07,
Таким образом, общее количество рабочей смеси
(94)
Разделив почленно выражение (94)jia выражение (91) и учитывая, что
V. = I/,
с ft П . 1 е 1 Л
формулу для коэффициента наполнения можно написать в следующем виде:
„ г ° ра tji
(95) (96)
Выражение (95) справедливо для любого двигателя, пезависимо от такт-ности, способа смесеобразования и способа поступления заряда в цилиндр.
Выражение (95) показывает, что при увеличении степени сжатия е коэффициент наполнения уменьшается. Однако было бы совершенно неправильно подходить к этому заключению обобщенно. Для четырехтактного двигателя в выражении (95) нельзя влияние степени сжатия рассматривать отдельно от влияния коэффициента остаточных газов 7, величина которого, как указывалось выше, при отсутствии продувки пространства сжатия тесно связана со степенью сжатия е. В формуле (95) степень сжатия s влияет через коэффициент у более сильно, чем непосредственно через отношение
КО 0.8 0,6
О 0.05 0J0 0J5 0.20 0.23 у
И В результате увеличение е четы-
Фиг. 37. Влияние коэффициента остаточных газов "К на коэффициент наполнения fly при е =14, ра =1,05 кг1см, = \ кгкм- = 288° абс: йТ = 30"; Тг -= 800 абс.
рехтакгного двигателя вызывает увеличение коэффициента наполнения. Следует также добавить, что при большей степени сжатия температура рабочих поверхностей цилиндра меньше вследствие более полного расширения продуктов сгорания, что также увеличивает коэффициент иаиолиеяия двигателя.
В четырехтактных двигателях с продувкой пространства сжатия и в двухтактных двигателях коэффициент остаточных газов связан с качеством продувки и не зависит от величины в Рассматривая влияние остаточных газов независимо от степени сжатия, необходимо отметить особенно сильно воздействие этого фактора на коэффициент наполнения. Действительно, как видfкo из примера (фиг. 37), при изменении "Y от О до 0,30 при прочих равных условиях коэффициент наполнения уменьшается на 43% по отношению к его .максимальному значению (при f = О и -Qi/ = 1,023),
Этот пример показывает, какой эффект может дать продувка пространства сжатия четырехтактного двигателя, особенно при больших значениях if, которые могут быть при малых степенях сжатия е, и насколько существенно хорошее качество продувки для двухтактного двигателя.
Увеличение числа оборотов п вала двигателя при постоянном положении регулирующих органов приводит к уменьшению коэффициента наполнения,
так как уменьшается отношение - при том же давлении (вследствие
увеличенной затраты энергии на протекание заряда через впускные органы). Происходящее при этом некоторое уменьшение подогрева не компенсирует влияния разрежения при впуске.
Влияние нагрузки двигателя (т. е. крутящего момента) на коэффициент наполнения различно в зависимости от применяемого способа регулирования.
0.8 0.6 0. 0.2
При количественном регулировании (карбюраторные и газовые двигатели) необходимое изменение количества горючей смеси, поступающей в цилиндр, достигается соответствующим изменением положения регулирующего органа (дроссельной заслонки). Для уменьшения нагрузки (при постоянном числе оборотов п) сопротивление впускной системы увеличивают, что снижает коэффициент наполнения т,.
Влияние дросселирования на процесс наполнения цилиндра видно нз фиг. 34.
На фиг. 38 дан пример зависимости "ц от нагрузки при постоянном числе оборотов (м = 1800 об/мин). Крайняя правая точка кривой показывает
величинуTji при работе двигателя с полностью открытой дроссельной заслонкой, а крайняя левая - при работе без нагрузки (на холостом ходу). При холостом ходе двигателя коэффициент наполнения имеет минимальное для данного числа оборотов значение, так как в этом случае количество горючей смеси, поступающей в цилиндр, должно обеспечивать получение только такой работы газов, которая необходима для преодоления трения двигателя.
В случае качественного регулирования (двигатели с воспламенением от сжатия), когда изменение нагрузки двигателя связано с изменениелг количества топлива при постоянном количестве воздуха, поступающего за цикл, сопротивление впускной системы не зависит от нагрузки (при постоянном числе оборотов). Поэтому при всех нагрузках двигателя Др = const и коэффициент наполнения У] зависит только от изменения интенсивности подогрева воздуха при впуске. Вследствие этого увеличение нагрузки двигателя в данном случае несколько*
снижает величину -Цу: отношение температур -pfP уменьшается в резуль-
тате более интенсивного подогрева воздуха от стенок. Однако изменение нагрузки при этом относительно мало влияет на коэффициент наполнения.
Выражения (95) и (96) дают взаимную связь параметров, характеризующих наполнение цилиндра. Подобная связь всех параметров не позволяет определять коэффициенты наполнения Цу остаточных газов f независимо один от другого.
Р II
О Ю 20 30 W 50Ne/i.c
Фиг. 38. Влияние дросселирования на коэффициент наполнения "Цу при п = const.
Зависимость между параметрами процессов очистки и наполнения четырехтактных двигателей
Если не учитывать действительных фаз распределения четырехтактного двигателя и считать, что в в. м. т. происходит закрытие выпускного клапана, а открытие впускного происходит в момент выравнивания давления в цилиндре с давлением р., то остаточные газы, находящиеся в объеме пространства сжатия V, будут иметь давление р и температуру Т.
По характеристическому уравнению количество остаточных газов
в действительных условиях работы четырехтактного двигателя при принятых фазах распределения у в. м. т. может происходить перекрытие клапанов, обеспечивающее возможность продувки пространства сжатия.
