Фиг. 173. Распределение смеси по цилиндрам звездообразного двигателя Райт-Циклон при номинальном режиме:
/ - с системой карбюрации; 2 -с системойвпрыска.
2. Отсутствует добавочное сопротивление на впуске в виде карбюратора и диффузора и вследствие этого более высокий коэффициент наполнения •обеспечивает получение более высокой мощности.
3. Возможность использования большего перекрытия клапанов для •осуществления лучшей продувки камеры сгорания цилиндра чистым воздухом
без потерь части топлива, так как топливо вводится в цилиндр после закрытия выпускных клапанов. Эта особенность позволяет успешно применять впрыск топлива в двухтактных двигателях с электрическим зажиганием.
4. Возможность работы на более тяжелых сортах топлива с более низким октановым числом. Последнее объясняется понижением температуры стенок цилиндра и выпускных клапанов в связи с увеличением продувки камеры сгорания и хорошим распределением смеси по цилиндрам двигателя. Практика показывает, что при переходе от карбюраторного смесеобразования на впрыск топлива в цилиндр потребное октановое число топлива может быть снижено на 2-3 пункта.
Преимущества двигателя с впрыском топлива обусловливают увеличение мощности при замене карбюраторного смесеобразования непосредственным впрыском. Это видно на фиг. 174, на которой изображена зависимость среднего эффективного давления и удельного расхода топлива одноцилиндрового двигателя от коэффициента избытка воздуха при работе с карбюратором и при впрыске топлива в цилиндр.
Несмотря на указанные преимущества, впрыск топлива в двигателях с электрическим зажиганием не получил еше широкого распространения вследствие усложнения конструкции двигателя и большей стоимости изготовления топливного насоса и форсунок, чем карбюратора. Кроме того, регулировка органов питания двигателя с впрыском топлива и уход за ними сложнее, чем уход за системой питания карбюратор ного дви гател я.
Впрыск топлива может производиться во впускной трубопровод, непосредственно в цилиндр и в специальную предкамеру.
Впрыск во впускной трубопровод (фиг. 175) может производиться как в общий трубопровод всего двигателя или группы цилиндров, так и в отдельные трубопроводы. Перевод двигателей на впрыск топлива во впускной трубопровод осуществляется наиболее просто. Однако, как показали исследования, указанный способ имеет ряд недостатков: образование пленки топлива
-лсч
□ с непосредственным впрыском о С карбюратором
0.30
0,18
1.2 а
Фиг. 174. Зависимость величин р и gg для одноцилиндрового двигателя с карбюратором и с впрыском топлива в цилиндр.
на стенках трубопровода, неравномерность состава смеси в отдельных цилиндрах, необходимость подогрева трубопровода, невозможность работать на тяжелых сортах топлива и т. д.
Более совершенным способом является впрыск топлива непосредственно в цилиндр двигателя (фиг. 176). В этом случае впрыск топлива может производиться как при ходе впуска, так и при ходе сжатия. В случае применения утяжеленных сортов топлива во избежание смывания смазки со стенок цилиндра и разжижения смазочного .масла впрыск топлива необходимо производить при ходе сжатия ближе к концу сжатия. Очень часто для предохранения стенок цилиндра от попадания на них топлива поднимают цилиндрическую стенку поршня над
дниш.ем.. .W-l
В связи с уменьшением tN>y
времени на приготовление смеси в двигателях с впрыском топлива в цилиндр, по сравнению с карбюраторными двигателями, необходимо тщательное распыли-ваше топлива форсункой и эффективное перемешивание распыленного топлива с воздухом.
Необходимость вихревого движения воздуха для улучшения смесеобразования привело к созданию двигателей с впрыском топлива в специальную камеру-предкамеру (фиг. 177). Применение предкамеры уменьшает
жесткость работы двигателя при повышенных степенях сжатия и ослабляет влияние коэффициента избытка воздуха на протекание рабочего процесса. Кроме того, в конструкциях с предкамерой легче осуществить работу двигателя с более низкими значениями коэффициента избытка воздуха. СЗднако наличие дополнительной камеры приводит к ухудшению мощностных и экономических показателей.
При впрыске топлива во время хода сжатия- вследствие уменьшения времени смесеобразования увеличивается неравномерность смеси по объему, что является существенным недостатком этого способа впрыска. Однако искусственное управление процессом путем соответствующего расположения форсунки и свечи и организации движения воздуха в цилиндре позволяет получить в зоне свечи смесь необходимого состава и, таким образом, обеспечить надежное воспламенение и работу двигателя. Поэтому при впрыске топлива во время хода сжатия двигатель работает на бедных смесях лучше, чем при впрыске во время хода всасывания. Это подтверждается результатами опытов, приведенными на фиг. 178. Кроме того, впрыск топлива при ходе сжатия дает возможность применять топлива с более низким октановым числом.
Многочисленные эксперименты, проведенные на двигателях с различными системами впрыска, и сравнение результатов этих экспериментов с результатами испытаний карбюраторных двигателей показывают, что состав смеси при впрыске топлива и принудительном зажигании должен быть связан с режимом работы двигателя так же, как и при работе карбюраторного двигателя. В отличие от карбюраторного двигателя, у которого состав смеси
Фиг. 175. Схема впрыска топ.пива во впускной трубопровод.
регулируется только карбюратором, при впрыске топлива соотношение количества топлива и воздуха в смеси определяется количеством воздуха, поступающего в двигатель, и количеством топлива, впрыснутого топливным насосом. Поэтому для получения нужного состава смеси на различных режимах работы двигателя с впрыском топлива необходимо согласование между наполнением цилиндра свежим воздухом и подачей топлива насосом, т. е. на всех возможных режимах работы двигателя изменение положения дроссельной заслонки должно приводить к соответствующему изменению положения
органа изменения подачи топлива.
Характер взаимосвязи между положением дроссельной заслонки и поло-
Фиг. 176 Схема впрыска топлива в цилиндр.
Фпг. 177. Схема впрыска топлива в предкамеру.
жением топливного насоса зависит от назначения двигателя. Взаимная связь между положением дроссельной заслонки и изрленением подачи топлива наиболее просто осуществима в двигателях, у которых при каждом данном числе оборотов вала крутящий момент двигателя имеет вполне определенное значение (работа в стационарных условиях или в установках с вннто.м). У таких двигателей каждому режиму работы соответствует вполне определенное положение дроссельной заслонки и органа управления подачей топлива» Предварительно эти полохения могут быть определены экспериментальным путем. Имея экспериментально определенный закон изменения положений заслонки и органа изменения подачи топлива, можно осуществить механизм, обеспечивающий согласованное движение обоих органов так, чтобы каждому положению одного соответствовало наивыгоднейшее положение другого. Тогда при воздействии на какой-либо один из органов другой устанавливаемся в требуемое положение эти.м механизмом, и двигатель на всех установившихся режимах будет питаться смесью наивыгоднейшего состава.
Взаимосвязь между дроссельной заслонкой и рейкой топливного насоса значительно усложняется, если двигатель отдает энергию потребителю, у которого связь между числом оборотов и развиваемым крутящим мсмеигом многозначна (работа двигателя на автомобиле, тепловозе и др.). В этих случаях при каждом числе оборотов момент, развиваемый двигателем, молет изменяться от пуля на холостом ходу до максимального значения на
