щем на расстоянии z от оси вращения, равна шг, то момент количества движения (фиг. 246)
= 1 zwdm,= J
Интеграл гМУ представляет собой момент инерции объема камеры. Если обозначить через R2 радиус инерции объема камеры, то
(319)
Для камеры шаровой формы R2 - 0,633 /?, для камеры цилиндрической формы R9, = 0J07Rj, где R - радиус максимального сечения камеры, перпендикулярного к оси вращения газа. Приравнивая выражения (318) и (319), получаем
(320)
Скорость поршня
Фиг. 246. Схема движения заряда в камере.
где для сокращения обозначено
(jj (ср) = sin ср -f- sin2cp.
Суммарный объем
/(9) = = - - coscp + -sincp
Таким образом, имея п виду, что dt = FS = Vf и обозначая долю-
суммарного объема пространства сжатия, приходящуюся па камеру, через 9,. так, чтс:
получаем
rI 4/(в 1)
4- / (ср)
dep. (321)
Отношение G скорости вращения -заряда в камере к скорости вращения вала двигателя w называется вихревым отношением. Для смесеобразования в вихревой камере используется круговое движение воздуха, создающееся во время хода сжатия, поэтому нижний предел интегрирования = тс.
Интеграл
можно определить -графически. Для
этого строят подинтегральную функцию, используя табличные значения {о) и 2/ (ср), и планиметрируют ее интегральную площадь в намеченных пределах.
Мерой турбулентности, используемой для смесеобразования, может служить вихревое отношение в конце хода сжатия й, которое определяется при подстановке в интеграл, входящий в выражение (321), верхнего предела интегрирования ср. = 2ж. При этом сомножитель
Таким образом.
Rl V(B-1)2
[Ф Ш
dep.
(322)
Как показали эксперименты, оптимальные условия работы двигателя с вихревой камерой получаются при й = 34--40. Таким образом, если задаться долей объема камеры О при известных конструктивных формах камеры и соединительного канала, определяющих значения Ri и R, при заданном значении Н- (iJ- = 0,7 -f- 0,8), может быть определена величина проходного сечения канала *
Rl 4p<2,(B-l)2
"(323)
Этот вывод, сделанный с рядом допущений, является приближенным. Структура формулы не отражает влияния числа оборотов вала, фактически влияющего на перепад давления, который не был принят во внимание. Несмотря на это, при определении размера проходного сечения канала по приведенным выше выводам, основывающимся на оптимальном значении вихревого отношения Q, конструктор получает руководящее указание при разработке камеры.
Выражение для скорости перетекания заряда (316) после подстановки выражений для с и принимает вид
Ф(ф)
Ф(?)
в- 1
2fx/(e-I)
S - 1
+ /(f)
(324)
О характере изменения вихревого отношения и скорости перетекания можно судить по изменению множителя, зависящего от угла поворота кривошипа. Для примера на фиг. 247 дан график величины Z, пропорциональной скорости перетекания, в зависимости от угла поворота кривошипа для
случая А = 0,25 и е = 16, а на фиг. 248 - график, определяющий величину У, пропорциональную вихревому отношению для тех же параметров двигателя.
Как видно из этих графиков, скорость воздуха в горловине камеры постепенно возрастает во время хода сжатия, достигая максимума за ~25 до в. м. т. и далее падая до нулю. Вихревое отношение также постепенно возрастает от нуля, достигая максимума за -13 до в. м. т., а затем лишь незначительно уменьшается до в. м. т. Таким образом, наиболее интенсивное круговое движение воздуха в камере получается во время впрыска топлива и подготовки его к воспламенению.
4,0 3,0 1,0 1.0
л-0,25
Фиг. 247. График функции
5,0 4,0 3.0 2.0
-0.25 c-f6
Фиг. 248. График функции
Б. Г. Либрович в результате экспериментов над рядом двигателей пришел к выводу, что оптимальное соотношение параметров получается при
условии, что величина X =
А лежит в пределах 1,8-2,2. В это
выражение должны подставляться: 1/ в л, / - в мм", п - в об/мин, причем /г = 0,6 0,7 п. Фактор
При закономерном движении заряда в вихревой камере к моменту впрыска в нее топлива можно получить хорошее смесеобразование и высокое использование кислорода заряда при сгорании. Перетекание части заряда из камеры сгорания в цилиндр под действием перепада давления между камерой и цилиндром, созданного горением топлива в камере и увеличением объема цилиндра из-за движения поршня во время хода расширения, вызывает интенсивное вихреобразование, вследствие чего используется часть воздуха, находящегося в цилиндре в конце хода сжатия. "Указанные моменты позволяют осуществлять полное сгорание топлива при низких значениях коэффициента избытка воздуха. В свою очередь, малый коэффициент избытка воздуха определяет высокое значение среднего эффективного давления.
Угловая скорость вращения вихря практически почти пропорциональна числу оборотов коленчатого вала двигателя, вследствие чего протекание
