И завихриваиии рабочей смеси прололжительность сгорания сильно сокращается по сравнению, например, с продолжительностью сгорания в шатровой камере сгорания. Вихревое движение рабочей смеси в камере сгорания; обеспечивается, как и в полусферической клиновидной камере, вытесненисч-! части смеси из щели, образуемой между днищем поршня с коническим вытеснителем и периферийной частью камеры сгорания.
Влияние угла опережения зажигания. Зависимости индикаторных показателей от угла опережения зажигания при постоянном числе оборотов коленчатого
вала и постоянном составе рабочей смеси приведены на фиг. 70. Из диаграммы видно, что по мере увеличения угла опережения зажигания максимальное давление цикла возрастает, так как
основной процесс тепловыделения постепенно приближается к в. м. т.:
20 ZD
1 -
15 20 25
в"
Фиг. 70. Зависимость индикаторных показателей двигателя ГАЗ-51 от угла опережения зажигания (п = 2100 об/мин; а = 0,92; полностьк> открытая дроссельная заслонка)
температура t отработавших газов, наоборот, уменьшается вследствие того, что расширение становится более продолжительным. Среднее индикаторное давление получается максимальным при определенном (наивыгоднейшем) угле опережения. Этому углу соответствует минимальный удельный расход топлива и максимальный индикаторный к. п. д двигателя. Установка слишком раннего зажигания приводит к снижению давления р,., так как увеличивается отрицательная площадь диаграммы.
Слишком раннее зажигание также способствует появлению детонации, так как при этом резко повышается давление и температура последней, не сгоревшей части заряда. В двигателях с зажиганием от электрической искры наивыгоднейшие углы опережения лежат в пределах 15-40°.
Влияние состава рабочей смеси. Влияние состава рабочей смеси на индикаторные показатели при работе с полностью открытой дроссельной заслонкой видно из фиг. 71. Максимальное давление р и ь-аи-большее среднее индикаторное давление р-, получаются при я = 0;8; удельный индикаторный расход топлива достигает минимума при а = 1,05.
В разных двигателях и при различных режимах работы коэффициент-избытка воздуха, соответствующий максимальному давлению и наибольшему среднему индикаторному давлению, меняется в пределах 0,8-0,9, а минимум удельного индикаторного расхода топлива пoлvчaeтGя при а = 1.05 "1.1.
Максимальное давление цикла р и среднее индикаторное давление р. имеют наибольшее значение при а = 0,8--0,9, потому что:
1) при этом получается наибольшая скорость сгорания и наименьшая-его продолжительность;
2) объемное количество продуктов сгорания возрастает из-за появления в них СО, поэтому коэффициент. молекулярного изменения рабочей смеси увеличивается.
Влияние числа оборотов. Зависимость индикаторных показателей от числа оборотов коленчатого вала при полностью открытой дроссельной заслонке и наивыгоднейшем угле опережения зажигания показана на фиг. 72. Максимальное давление изменяется незначительно; среднее индикаторное давление р несколько снижается с повышением числа оборотов вследствие уменьшения наполнения цилиндров. Индикаторный к. п. д. постепенно повышается как вследствие некоторого повышения коэффициента избытка воздуха, так и меньшей потери от охлаждения при работе двигателя с повышенным числом оборотов.
/7, кг/смг 40 -
р. кг/см 9 8 7
г/ 280 260 240 220 200 780
800 700
600 500
0.8 1,0 а
Фиг. 71. Зависимость индикаторных показателей двигателя ГАЗ-51 от коэффициента из бытка воздуха (п 2080 об/мин полностью открытая дроссельная заслонка).
0,9 €,85
0.30
0.25
0,20 рка/CMt
8.0 t/C
600 400
1000 1400 1800 2200 2600 3000 поЬ/мин
Фиг. 72. Зависимость максимального давления цикла Pz, среднего индикаторного давления р-,, индикаторного к. п д. 1Q,-, коэффициента избытка воздуха а и гемпературы отработавнгих газов от числа оборотов вала п в двигателе ГАЗ-51 при полностью открытой дроссельной заслонке.
С повышением числа оборотов увеличивается количество теплоты, поступающей с топливом в цилиндр в единицу времени. Поэтому повышается средняя температура отходящих газов и средние температуры стенок камеры сгорания, клапанов и днища поршня.
Так как с увеличением числа оборотов уменьшается продолжительность сгорания, то соответственно снижается склонность двигателя к детонации. Также влияет усиление турбулентности и некоторое увеличение доли остаточных газов в рабочей смеси.
Влияние условий на впуске. На фиг. 73 показаны результаты испытания двигателя при изменении индикаторной мощности путем дросселирования. При дросселировании двигателя индикаторная мощность /V,- уменьшается почти линейно с уменьшением коэффициента наполнения у\у. Зависимость максимального давления сгорания р от N, гакже близка к линейной. По мере прикрытия дроссельной заслонки среднее индикаторное давление уменьшается вследствие снижения давления конца
впуска и давления сгорания. При дросселировании коэффициент остаточных газов повышается, так как количество свежей смеси, поступающей в цилиндры за цикл, постепенно уменьшается, а количество остаточных газов приблизительно остается постоянным. Загрязнение рабочей смеси остаточными продуктами сгорания и уменьшение давления к концу сжатия ухудшает условия для процесса сгорания топ-
S/.CM.
лива, и скорость сгорания уменьшается. Поэтому возникает необходимость увеличивать угол опережения зажигания и постепенно обогащать горючую смесь при дросселировании. Несмотря на экономическую регулировку горючей смеси и установку наивыгоднейшего угла опережения зажигания, удельный индикаторный расход топлива с З-меньшением нагрузки увеличивается вследствие ухудшения процесса сгорания и увеличения относительной доли теплоты, теряемой с охлаждением. Температура отработавших газов, стенок камеры сгорания, клапанов и днища поршня при дросселировании двигателя снижается. Ослабление и даже полное исчезновение детонации при дроссе лировании объясняется снижением температуры смеси, сгорающей в последнюю очередь, а также увеличением количества остаточных газов в рабочей смеси.
С увеличением давления на впуске выше давления окружающей атмосферы увеличивается количество поступающей в двигатель свежей смеси. Сгорание повышенного количества рабочей смеси приводит к большому выделению теплоты и соответствующему повышению максимального давления сгорания и среднего индикаторного давления p. Индикаторный к. п. д. мало зависит от давления р, поэтому и индикаторный удельный расход g,. топлива незначительно меняется при изменении давления наддува.
v7.cv.
190 170
0,9 0,7
5,0 3,0
0,8 0,6
ОЛ 0,2
W 60 80 100Hi%
Фиг. 73. Изменение индикаторных показателей двигателя ГАЗ-51 в зависимости от нагрузки при п = 2620 об.мин
§ 9. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИНДИКАТОРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЕЙ С ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ ОТ СЖАТИЯ
Влияние химического состава топлива. Как было указано ранее, при повышенном содержании ароматических углеводородов в топливе процесс сгорания может проходить несвоевременно, сопровождаясь уменьшением эффективной степени расширения и потерей части индикаторной работы. В результате этого индикаторный к. п. д. можетпонижаться, несмотря па повышение максимального давления сгорания. При постепенном увеличении в дизельном топливе содержания ароматических углеводородов (до 10-15%) сначала возможно некоторое улучшение экономичности, но при дальнейшем увеличении индикаторный к. п. д. снижается. С увеличением содержания ароматических углеводородов возрастает степень повышения давления и жесткость работы. При повьннении температуры и давления сжатия влияние химического состава топлива зеньшается.
