Параметры и показатели процессов газообмена

Действительный цикл двигателя состоит из ряда последова­тельных процессов, которые взаимосвязаны и зачастую перекры­вают друг друга. В них происходит изменение количества и состава рабочего тела, а также теплообмен между рабочим телом и дета­лями, формирующими камеру сгорания.

Характеристика процессов газообмена. Газообменом называет­ся совокупность процессов выпуска и впуска, обеспечивающих смену рабочего тела.

Качество очистки цилиндра от отработавших газов и эффективность наполнения его свежим зарядом определя­ют показатели рабочего процесса двигателя. В действительном цикле начало и конец процессов газообмена (впуска и выпуска) не со­ответствуют началу и концу тактов впуска и выпуска.

Процессы газообмена взаимосвязаны друг с другом и оказыва­ют существенное влияние на другие процессы, происходящие в действительном цикле. Например, создание направленного дви­жения заряда в цилиндре путем профилирования и расположения впускных каналов в головке цилиндров способствуют улучшению смесеобразования и сгорания.

Для повышения эффективности газообмена необходимо обес­печить возможно большую пропускную способность проходных сечений клапанов f, см2, называемую «время—сечение». Графи­чески она представляет площадь под кривой текущей площади проходного сечения клапана между мертвыми точками в зависи­мости от времени. РАБОТА газообмена (насосные потери) в двигателях без наддува и при газотурбинном наддуве отрицательна. При применении при­водного компрессора работа газообмена положительна, однако воз­растают затраты его на привод.

Процесс выпуска отработавших газов начинается в конце такта расширения за 40...70° поворота коленчатого вала (ПКВ) до при­хода поршня в НМТ (точка b' на рис. 1.2). При этом давление в цилиндре двигателя без наддува составляет 0,4...0,6 МПа. Выпуск отработавших газов вначале происходит со скоростью истечения газов через клапанную щель 500...700 м/с. В НМТ завершается пе­риод свободного выпуска, в течение которого из цилиндра удаляет­ся 50...70 % отработавших газов.

При движении поршня от НМТ к ВМТ выпуск отработавших газов происходит вытеснением поршнем — принудительный выпуск

Карбюраторные системы

Воздух поступает в карбюратор через воздухоочиститель 5, кото­рый одновременно выполняет функцию глушителя шума, воз­никающего при впуске. С целью снижения опасности образова­ния в системе паровых пробок иногда часть топлива, подводимо­го к карбюратору, перепускается обратно в топливный бак.

Смесь топлива и воздуха из карбюратора подается к цилиндрам по впускному трубопроводу б. Наиболее важным узлом системы является карбюратор, к которому предъявляются следующие основные требования: точное дозирование топлива, обеспечива­ющее получение необходимых экономических и мощностных по­казателей двигателя на всех режимах его работы при допустимой токсичности отработавших газов; возможность быстрого и плав­ного изменения режима работы двигателя; надежный и быстрый запуск двигателя; тонкое распиливание топлива.

• Характеристика простейшего карбюратора. На рис. 5.2, а приведена схема простейшего карбюратора, включа­ющая в себя входной патрубок 1, диффузор 2, смесительную камеру 9, дроссельную заслонку 10, поплавковую камеру 4 с по­плавком 7, игольчатым клапаном б, его седлом 5 и отверстием 3, топливный жиклер 8 и трубку распылителя 11. При неработа­ющем двигателе АА=4...8 мм (рис. 5.2, а) для предотвращения вытекания топлива из распылителя при наклонном положении двигателя. Отверстие 3 соединяет поплавковую камеру с вход­ным патрубком 2 и реже непосредственно с атмосферой. Сообще­ние поплавковой камеры с входным патрубком предотвращает обогащение смеси при повышении сопротивления воздухоочисти­теля в процессе эксплуатации двигателя. Так как давление в по­плавковой камере всегда при работе двигателя больше, чем в диффузоре, то под действием перепада этих давлений топливо фонтанирует из распылителя 11 в поток воздуха.

Количество ТВС, подаваемой в цилиндры двигателя, регули­руется дроссельной заслонкой, состав смеси изменяется при этом автоматически.

• Главная система. Автоматическое изменение а в соот­ветствии с наивыгоднейшей характеристикой карбюратора назы­вают корректированием (компенсацией) состава смеси. Оно осу­ществляется главной дозирующей системой. Существует ряд спо­собов корректирования состава смеси. В подавляющем большин­стве современных карбюраторов главная система работает с ком­пенсацией состава смеси путем понижения разрежения у топлив­ного жиклера. Она помимо главного топливного жиклера 16 имеет колодец с эмульсионной трубкой 15 и воздушный жиклер 14, через который колодец сообщается с атмосферой или с вход­ным патрубком (рис. 5.4, а).

• Система холостого хода. Истечение топлива из глав­ной системы начинается, когда Д/>Д=8О...12О Па, однако на режи­мах холостого хода величина Ард намного меньше. Поэтому на холостом ходу питание двигателя осуществляется с помощью системы холостого хода.