Анализ систем газообмена по диаграммам время-сечение

Степень совершенства той или иной системы газообмена оценивается качеством очистки цилиндра от остаточных газов и потерями воздуха при газообмене. Качество очистки определяется коэффициентом остаточных газов ΥR, о котором шла речь при изучении процесса наполнения.

Неизбежные потери воздуха, связанные с перетеканием его из рабочего цилиндра в выпускной коллектор, учитываются коэффициентом избытка продувочного воздуха. Различают: геометрический φг, весовой φв коэффициенты избытка продувочного воздуха и коэффициент продувки φа.

Под геометрическим коэффициентом избытка продувочного воздуха понимают отношение объема воздуха Vк при параметрах окружающей среды P0, T0, подаваемого нагнетателем за 1 оборот коленчатого вала, к рабочему объему iVs всех цилиндров двигателя;

Рис. 1 Построение диаграммы «время-сечение»

Коэффициент φг использовался ранее для характеристики газообмена двигателей с низким уровнем форсировки. Однако с повышением степени наддува необходимость в оценке газообмена по φг, отпала, так как величина φг растет с ростом давления наддува Pк, а диапазон изменения Pк в современных двигателях весьма широк.

В современных условиях более целесообразно использовать весовой коэффициент избытка продувочного воздуха φв, равный отношению веса воздуха ςs, подаваемого нагнетателем за 1 оборот коленчатого вала, к весу воздуха ςк, который мог бы разместиться в объеме всех рабочих цилиндров при параметрах Ps и Ts (перед выпускными органами):

φв=Gk/Gs

Однако наиболее объективным критерием совершенства системы газообмена является коэффициент продувки φа, равный отношению веса воздуха ςк, подаваемого нагнетателем за 1 оборот коленчатого вала, к весу воздуха ς0, оставшегося в рабочих цилиндрах к моменту начала процесса сжатия:

φa=Gk/Go

Связь между коэффициентами φв, φг, φа устанавливается в виде:

φв=Gk/Gs=PoVk/RTo/PsiVs/RTs=φs Po/To/Ps/Ts=φzγo/γs

где (P0Ts)(PsT0)-1 = γ0s — отношение удельных весов воздуха при параметрах P0, T0 и Ps, Ts.

Так как:

ς0 = ηн ςs, то:

φa=Gk/ηhGs=φв/ηн=φг/ηнγ0/γs

Анализ той или иной системы газообмена удобно вести с помощью диаграммы “время- сечения”. Если на графике по оси абсцисс откладывать время, по оси ординат — площадь открытия продувочно-выпускных органов, то площадь под кривой открытия органов газообмена даст время — сечение:

A=12·dt

Время — сечение в какой-то степени характеризует качество очистки цилиндра и потерю заряда, поскольку чем больше площадь проходных сечений продувочно-выпускного тракта и время их открытия, тем, с одной стороны, лучше очистка цилиндра, с другой — больше потери заряда.

Показатели степени совершенства системы газообмена — коэффициенты γR и φa — зависят главным образом от типа системы продувки 2-тактовых ДВС (контурная поперечная, контурная петлевая, прямоточно-щелевая, прямоточно-клапанная) и моментов газораспределения в 4-тактовых двигателях.

Рассмотрим каждую из этих систем в отдельности:

а) Контурная поперечная система газообмена

б) Контурная петлевая система газообмена

в) Прямоточно-щелевая система газообмена

г) Прямоточно-клапанная система газообмена

д) Система газообмена 4-тактных дизелей

Март, 21, 2015 432 0
Читайте также