ГЛАВА 3
ПРОЦЕСС СЖАТИЯ
Посредством сжатия свежего заряда достигают увеличения температурного перепада, при котором осуществляется действительный цикл, улучшаются воспламенение и горение топлива. Это позволяет получить большую работу при расширении продуктов сгорания и повысить экономичность двигателя.
К концу сжатия заряда в дизеле необходимо во всех случаях, включая и пуск холодного двигателя, достичь температуры, при которой впрыснутое топливо хорошо воспламеняется. Это определяется минимальным значением степени сжатия. С ростом степени сжатия, как показывает анализ термодинамических циклов, улучшается теплоиспользование. В то же время при увеличении повышаются нагрузки от газовых сил на кривошипно-шатунный механизм и тепловые нагрузки на такие детали, как головка цилиндров, поршень и др. Поэтому значение степени сжатия в дизеле определяется его конструктивными особенностями и условиями эксплуатации. Дизели с разделенными камерами сгорания, малыми размерами цилиндра, без наддува, а также дизели, эксплуатирующиеся при низких температурах, имеют, как правило, более высокие степени сжатия.
В карбюраторных двигателях допустимое значение зависит от октанового числа бензина; при недостаточно высоком октановом числе может нарушиться сгорание, так как наступает детонация. Процесс сжатия используют также для интенсификации движения воздушного заряда, что необходимо для улучшения смесеобразования и сгорания. Это достигают соответствующим сочетанием формы впускного канала и камеры сгорания, а также применением разделенных камер сгорания. Естественно, что интенсификация движения заряда связана с дополнительными гидравлическими и тепловыми потерями.
При термодинамическом расчете процесса сжатия обычно считают, что он протекает в течение всего хода поршня от н.м.т. до в.м.т.
(19)
где – параметры конца впуска; – степень сжатия; – показатель политропы сжатия, характеризующий теплообмен между рабочим телом и стенками цилиндра.
Давление и температура заряда в конце сжатия могут снизиться в результате утечек газа через неплотности компрессионных колец или клапанов. Это приводит к ухудшению запуска дизеля, особенно холодного (из-за снижения температуры в конце сжатия), а в карбюраторном двигателе вызывает потери некоторого количества бензина вместе с утечкой смеси. Поэтому при эксплуатации ДВС следует контролировать герметичность колец и клапанов и в случае потери двигателем компрессии выполнять необходимые ремонтные работы.
Ориентировочные значения параметров конца сжатия и показателя даны в табл. 2.
Таблица 2
Параметр | Дизель без наддува | Дизель с наддувом * | Карбюраторные двигатели ** |
Степень сжатия | 15-23 | 12-15 | 6-7,5 |
Средний показатель политропы сжатия | 1,35-1,38 | 1,35-1,38 | 1,34-1,37 |
Давление в конце сжатия , МПа | 2,9-6,0 | до 8,0 | 0,9-1,3 |
Температура в конце сжатия, , К | 700-900 | до 1000 | 600-750 |
*При давлении наддува < 0,2 МПа и без промежуточного охлаждения воздуха после компрессора.
**При полностью открытом дросселе.
ГЛАВА 4
Процессы подачи и распыливания топлива