Влияние материала пор1иия и головки. Горячие поверхности камеры сгорания сокращают период подготовки топлива к сгоранию. Температура чугунной головки и чугунного поршня выше температуры головки и поршня из алюминиевого сплава, что способствует уменьшению периода задержки воспламенения и более плавному изменению давления в цилиндре при чугунном поршне и головке.
Влияние качества распыливания и продолжительности подачи топлива. Изменение давления распыливания топлива в определенных пределах не влияет на величину задержки воспламенения, но влияет на равномерность распыливания и, следовательно, на распределение капель в воздухе.
Мелкость распыливания улучшается с повышением давления распыливания. При мелком распыливании и хорошем перемешивании топлива с воздухом сокращается время сгорания и повышается полнота сгорания. Осо> оенно чувствительны к качеству распыливания двигатели с неразделенными камерами.
Продолжительность впрыска топ л ива сильно влияет на процесс сгорания и показатели рабочего процесса. Продолжительность подачи по углу поворота коленчатого вала зависит от профиля кулачка топливного насоса, диаметра плунжера, длины и диаметра топливного трубопровода, а также от конструкции и регулировки форсунки. При одной и той же подаче топлива на цикл, изменяя продолжительность впрыска, можно получить разные индикаторные диаграммы. На фиг. 54 изображены две индикаторные диаграммы одного и того же двигателя при постоянной подаче топлива на цикл, но при различной продолжительности впрыска. Кривая / показывает характеристику подачи при большой длительности впрыска по углу поворота коленчатого вала, кривая 2 - при малой длительности впрыска. Период задержки воспламенения <р,. на одном и том же сорте топлива в обоих случаях остается постоянным, но скорость сгорания топлива по углу поворота коленчатого вала, как видно из фиг. 54, различна. Работе двигателя с длительным впрыском соответствует индикаторная диаграмма 3. При этой .карактеристике подачи к моменту воспламенения поступает количество топлива Ag. Работе с коротким впрыском соответствует индикаторная диаграмма 4. В это.м случае поступает количество топлива Д большее, чем Д. Следовательно, при коротком впрыске воспламеняется большее количество топлива и соответственно выделяется больше теплоты при сгорании. Быстрота нарастания давления и максимальное давление цикла также возрастают.
Влияние опережения впрыска топлива. На фиг. 55 изображены совмещенные индикаторные диаграммы, снятые при переменном начале впрыска в пределах от 10 до 20° до в. м. т. Продолжительность впрыска при всех значениях углов опережения оставалась одинаковой. На данном сорте топлива наивыгоднейшим углом опережения впрыска был угол 15до в. м. т.
Фиг. 54. Влияние продолжительности подачи топлива на изменение давления в цилиндре двигателя.
40 го
Фиг. 55. Влияние угла опережения <р впрыска иа изменение давления в цилиндре двига-!еля ЯЛЗ-204 {п = 1600об/мин; Рк- 1.34 кгкм, полная подача; насос-форсунка 80 мм на цикл).
При большом опережении впрыска задержка воспламенения увеличивается, и почти вся доза топлива впрыскивается в цилиндр до подхода поршня к в. м. т. Сгорание большей части топлива приводит к резкому нарастанию давления при перемещении поршня к в. м. т., максимальное давление сгорания получается наибольшим, но смещенным ближе к в. м. т. Слишком малое опережение впрыска приводит к тому, что значительная часть топлива подается после достижения поршнем в. м. т. Сгорание топлива происходит в условиях увеличивающегося объема цилиндра, и тепловыделение по углу поворота коленчатого вала растягивается. Скорость нарастания давления и максимальное давление уменьшаются, и показатели работы цикла ухудшаются.
Абсолютное значение наивыгоднейшего угла опережения впрыска зависит от степени сжатия, сорта топлива, давления и температуры на впуске и выпуске, характеристики подачи топлива, а также от способа смесеобразования и числа оборотов коленчатого вала.
Влияние состава рабочей смеси. Действительный состав рабочей смеси в период сгорания меняется по времени как в результате впрыска топлива и его испарения и смешения паров с воздухом, так и выгорания.
Неравномерное распределение топлива в смеси и неоднородность ее являются особенностью процесса внутреннего смесеобразования в двигателе с воспламенением от сжатия. Тем не менее продолжительность сгорания, определяемая временем полного превращения топлива в конечные продукты сгорания, связана со средним значением коэффициента избытка воздуха. На фиг. 56 приведено изменение продолжительности сгорания в зависимости от коэффициента избытка воздуха а (за конец сгорания принят момент выделения 95% теплоты). Продолжительность сгорания уменьшается при увеличении а. Полнота сгорания ухудшается при малых значениях а вследствие снижения качества смесеобразования.
Влияние числа оборотов. Изменение числа оборотов коленчатого вала влияет на процесс сгорания в связи с изменением следующих факторов: начальных условий на впуске, угла опережения впрыска качества распыливания топлива и вихреобразования, а следовательно, условий подготовки топлива к воспламенению, скорости и полноты сгорания. С увеличением числа оборотов задержка воспламенения в градусах угла поворота коленчатого вала возрастает, и. работа двигателя становится более жесткой. При этом максимальное давление сгорания снижается, продолжительность сгорания топлива увеличи-
сек WW-
4-10
Фиг. 56. Зависимость продолжительности сгорания до выгорания 95% топлива в четырехтактном двигателе с неразделетюй камерой сгорания от коэффициента избытка воздуха а при /г = = 1600 об/мин (по данныкф-Н. В Иноземцева)
фиг. 57. Влияние давления BnycKa"" на показатели работы двигателя ЯАЗ-204 (п - 2000 о.).мин: подача полная; насос-форсунка 80 мм на цикл).
вается, сгорание переносится дальше на линию расширения и температура отработавших газов повышается. Так как увеличение скорости сгорания в результате сокращения продолжительности впрыска, улучшения смесеобразования при усилении вихреобразования и качества распыливания не пропорционально изменению числа оборотов, то при повышении скорости вращения вала для приближения условий работы двигателя к оптимальным условиям необходимо увеличивать угол опережения впрыска.
Влияние условий впус-к а. Давление и температура воздуха, поступающего в цилиндр двигателя, определяют состояние свежего заряда.
С повышением давления и температуры на впуске при наддуве увеличивается весовая плотность воздуха, поступающего в двигатель и повышается давление и температура в процессе сжатия. Впрыск топлива в среду с повышенным давлепием и температурой ускоряет процессы образования горючей смеси и уменьшает период
задержки воспламенения. Протекание процесса сгорания зависит от продолжительности подачи топлива, условий смесеобразования и коэффициента избытка воздуха. С повышением давления впуска уменьшается продолжительность подготовки топлива к воспламенению и процесс сгорания развивается более плавно; скорость нарастания давления уменьшается, но максимальное давление возрастает. Изменение параметров процесса сгорания двухтактного двигателя в зависимости от давления наддува при постоянном опережении впрыска, постоянной подаче топлива и постоянном числе Оборотов изображено на фиг. 57.
При снижении давления на впуске (при дросселировании) давление и температура конца сжатия уменьшаются, что вызывает увеличение задержки воспламенения. Опыты показывают, что при дросселировании период подготовки топлива к сгоранию увеличивается, а процесс сгорания по времени затягивается. При очень большом уменьшении давления па впуске возможна остановка двигателя в результате прекращения воспламенения топлива.
Влияние противодавления выпуска. Установка глушителя, газовой турбины или другого какого-либо устройства для утилизации энергии отработавших газов увеличивает давление на выпуске (противодавление). Если условия на впуске остаются неизменными, то увеличение противодавления снижает коэффициент наполнения, причем количество остаточных газов в цилиндре возрастает. Поэтому при постоянной подаче топлива на цикл увеличение противодавления вызывает обогащение состава
Фиг. 58. Влияние отношения противодавления выпуска к давлению впуска на параметры рабочего цикла двигателя ЯАЗ-204 (« 2000 об/мин; Pf; = 1.65 кгкм- Рр- переменное; 1ЮДача полная; иасос-с{юр-сунка 80 мм v.; цикл).
