На ТОЙ же диаграмме кривая от точки 1 соответствует открытию клапана? в и. м. т.
Естественно, что чем быстроходнее двигатели, тем больше должно быть предварение выпуска.
Выпускной клапан закрывают всегда с некоторым запаздыванием, i. е. после в. м. т. Это обеспечивает, с одной стороны, достаточное время-сечение для истечения газов из цилиндра в конце хода выталкивания, а с другой, - вследствие того, что Д/? = Рг - Рр О, позволяет некоторому количеству отработавших газов дополнительно вытечь из цилиндра и темг самым уменьшить количество остаточных газов. Кроме того, при запаздывании закрытия выпускного клапана можно использовать также инерцион-
Фиг. 40. Диаграмма выпуска.
})гол поворота колвнчатого бала
Фиг. 4]. Диаграмма колебаний давления за выпускным клапаном.
ное движение газов в выпускном трубопроводе, вызывающее периодическое падение давления в нем менее среднего р и, следовательно, создающее благоприятные условия для более полной очистки цилиндра двигателя от продуктов сгорания.
От размеров выпускной системы зависит характер колебательных движений в ней отработавших газов, который должен быть учтен при выборе момента закрытия выпускного клапана.
При некоторых соотношениях между длиной выпускной трубы и числом оборотов вала двигателя колебания давления .за выпускным клапаном могут распространяться так, что за клапаном в момент прихода поршня в в. м. т. будет возникать значительное разрежение. Это разрежение (фиг. 41) при остающемся еще некоторое время открытом клапане позволяет использовать начало такта впуска для выпуска газов из цилиндра. Для наилучшего использования создающегося разрежения желательно запаздывание закрытия выпускного клапана делать таким, чтобы его посадка на седло происходила несколько позже момента создания наибольшего разрежения за клапаном, ближе к точке / (фиг 41).
Открытие впускного клапана выбирают с таким расчетом, чтобы к моменту, когда давление в цилиндре вследствие расширения остаточных газов упадет ниже давления в выпускной системе, было создано достаточное проходное сечение для поступления свежего заряда. При этом часто открытие впускного клапана производится с предварением (т. е. до прихода поршня в в. м. т.).
У большей части быстроходных двигателей, особенно двигателей с воспламенением от сжатия, в результате запаздывания закрытия выпускных клапанов и предварения открытия впускных создается так называемое перекрытие клапанов, т. е. одновременно остаются открытыми впускной и выпускной клапаны. При этом, несмотря на движение поршня от в. м. т., поток отработавших газов в выпускном патрубке не меняет своего напра-
Блеиия, а через впускной клапан начинается поступление свежего заряда, облегчаемое инерцией движущегося столба отработавших газов. Перекрытием клапанов в некоторых случаях достигается продувка пространства сгорания, т. е. очистка его поступающим воздухом (в двигателях с воспламенением от сжатия) от остаточных газов.
Однако слишком большое перекрытие клапанов может оказать отрицательное влияние на процесс наполнения, так как при этом продукты сгорания могут проникнуть во впускной патрубок (при преждевременном открытии впускного клапана), а также из выпускного патрубка в цилиндр (при чрезмерном запаздывании закрытия выпускного клапана).
У двигателей, работающих с наддувом, перекрытие клапанов выполняется обычно увеличенным по сравнению с двигателями, наполнение которых происходит путем впуска из окружающей среды. Увеличенное перекрытие создается в этом случае главным образом опережением открытия впускных клапанов, так как при выпуске в окружающую среду повышенное давление во впускном патрубке гарантирует от проникновения туда отработавших газов из цилиндра. Продувка пространства сжатия, осуществляемая при этом, улучшает наполнение цилиндров вследствие удаления остаточных газов и, что особенно важно, охлаждает потоком продувочного воздуха наиболее горячие детали: днище поршня, головку цилиндра, выпускной клапан.
Закрытие впускного клапана после н.м.т., т. е. с запаздыванием, улучшает наполнение цилиндра свежим зарядом, во-первых, вследствие того, что остается большое проходное сечение для впуска при конце хода поршня.
Таблица 8
Фазы распределения некоторых двигателей (в градусах поворота коленчатого вала)
Двигатели
Число оборотов вала в минуту
Впускной клапан
с:)ткрытие до в. м. т.
Закрытие
после н. м. т.
Выпускной клапан
Открытие до II. м. т.
Закрытие
после в. м. т.
Перекрытие
Автомобильные карбюраторные
ЗИЛ-120 .......
ГАЗ-51 .......
МЗМА-400......
ЗИЛ-ПО . ......
Газовые
ГЧ 18/26 ......
Г-58 . . .......
ГД-6.........
С воспламенением от сжатия без наддува
Ч 36/45...... .
Ч 30/38.. ......
Ч 23/30........
Д-6..........
Ч 10.5/13.......
КДМ-46........
Д-54.........
Д-35.........
С наддувом
ЧН 30/38.......
Д-50...... . . .
2400 2800 3400 3600
750 1400 1500
375 600 1000 1500 1500 1000 1300 1400
600 740
20 9 5 4
5 8 10
15 37 15 20 10 14 9 10
75 80
69 51 39 51
40 22 40
20 47 45 48 29 32 22 46
40 35
67 47
50 49
30 46 40
52 45 48 32 54 46 56
22 13 6 10
15 14 10
32 15 20 7 26 14 10
55 54
42 22 11 14
20 22 20
27 69 30 40 17 40 2-3 20
130 134
а во-вторых, так как в начале хода сжатия давление в цилиндре меньше давления перед впускными органами, то через открытый впускной клапан в цилиндре продолжает некоторое время поступать дополнительное количество свежего заряда. Кроме того, используя инерцию потока впускаемого газа, иногда можно продлить процесс наполнения и на некоторый период после н. м. т. при обратном ходе поршня, когда давление в цилиндре
больше р.
В табл. 8 приведены фазы распределения, применяемые в некоторых двигателях.
В транспортных двигателях, работающих при переменном скоростном режиме, каждому значению числа оборотов п соответствуют свой оптимальные фазы распределения, обеспечивающие наилучшее для данного числа оборотов наполнение. Штриховая кривая изменения величины уу в зависимости от числа оборотов вала (фиг. 42) соответствует работе двигателя на скоростных режимах, при которых он работал бы при оптимальных фазах распределения. Естественно, что в реальных условиях такой случай невозможен .
Фазы распределения устанавливаются из условия наилучшего наполнения цилиндра при некотором выбранном числе оборотов, которое зависит от условий эксплуатации двигателя. Кривая / (фиг. 42) соответствует случаю, когда фазы отрегулированы при высоком числе оборотов п (быстроходная регулировка), а кривая 2 соответствует регулировке фаз при низком числе оборотов п" (тихоходная регулировка). Оптимальная кривая 3 является огибающей для кривых коэффициента наполнения, получаемых при регулировках фаз на различных, числах оборотов.
/7"
п п of)/мин
Фиг. 42. Влияние фаз распределения на коэффициент наполнения f\y.
Зависимость между параметрами процесса очистки и наполнения двухтактных двигателей
Процессы очистки и наполнения цилиндра в двухтактном и четырехтактном двигателях существенно различаются. Вместо принудительной очистки и наполнения цилиндра движущимся поршнем во время тактов выпуска и впуска в четырехтактном двигателе удаление отработавших газов и заполнение цилиндра свежим зарядом в двухтактном двигателе происходит в конце хода расширения и в начале хода сжатия при помощи продувки цилиндра воздухом или смесью. Часть хода поршня Sq, когда открыты выпускные и впускные органы, является нерабочей. Соответствующий ей объем V„ называется потерянным. Рабочим объемом двухтактного двигателя является не полный объем, описываемый поршнем, 0,785D*S (D - диаметр цилиндра, S - ход поршня), а только часть его, соответствующая полезной части хода поршня 5 - Sq.
По аналогии с четырехтактным двигателем полезный объем цилиндра двухтактного двигателя обозначается через V;, (фиг. 43)*. Если полный
• На фиг. 43 точки а и 6 условно расположены на одной вертикали. В общем случае положения поршня, соответствующие началу выпуска и началу сжатия, не совпадают, но величина полезного объема всегда определяется моментом начала сжатия (точка а).
