Процесс впуска

После начала открытия впускного клапана начи­нается впуск. Количество свежего заряда, поступающего в цилиндр в течение процес­са впуска, зависит от об­щего гидравлического со­противления впускной си­стемы, т. е. от разности между давлением окружа­ющей среды р₀ и давлени­ем в цилиндре р, которая изменяется по мере перемещения поршня от ВМТ к НМТ. Естественно, что чем меньше потеря давления во впускной системе к приходу поршня в НМТ

тем больше количество свежего заряда, заполня­ющего цилиндр к этому моменту.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала поток воздуха движется с возрастающей скоростью и под действием сил инерции в системе впуска давление р_х также возрастает. Поэтому если в начале хода сжатия р_х>р, то впуск продолжается. Этот процесс называют дозарядкой. Для осуществления дозарядки впуск­ной клапан закрывают спустя 35...85° после НМТ. При малой частоте вращения, когда инерция свежего заряда невелика, во время запаздывания закрытия впускного клапана поршень вытес­няет часть заряда из цилиндра обратно во впускную систему, т. е. происходит обратный выброс. Таким образом в общем случае количество свежего заряда, заполняющего цилиндр после окон­чания впуска, меньше общего количества заряда, поступившего в цилиндр в течение газообмена. Поверхности впускного трубо­провода, канала в головке и внугрицилиндровые поверхности имеют температуру более высокую, чем свежий заряд, поэтому последний вследствие теплообмена в процессе впуска нагревает­ся. Нагревание свежего заряда происходит и вследствие его сме­шения с горячими остаточными газами.

В газообмене выделяют фазы газораспределения. Периоды, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала, в течение которых клапаны открыты, называют фазами газораспределения. Круго­вая диаграмма фаз газораспределения дана на рисунке 1.

Рисунок 1 Диаграмма фаз газораспределения четырехтактного двигателя

При правильном выборе фаз газораспределения не только улучшают­ся очистка цилиндров от продуктов сгорания и заполнение его свежим зарядом, но может несколько сократиться затраты энер­гии на газообмен, которые пропорциональны разности давлений в цилиндре в течение процессов выпуска и впуска. Выбор фаз газораспределения и основных геометрических размеров впуск­ного тракта согласовывают при экспериментальной доводке но­вой модели двигателя.

Фазы газораспределения для каждой частоты вращения име­ют свою оптимальную величину, а реальные фазы газорасп­ределения выбирают так, чтобы обеспечить оптимум η, для наиболее важного диапазона скоростных режимов работы двига­теля.

В большинстве случаев высокооборотные двигатели имеют более широкие фазы газораспределения, чем двигатели малообо­ротные. Если необходимо увеличить наполнение цилиндров све­жим зарядом в каком-то определенном диапазоне частоты вра­щения, то следует подобрать сочетание фаз газораспределения и геометрических размеров впускного тракта (главным образом его длины), которое обеспечит большую дозарядку. Такое явле­ние называют динамическим наддувом.

Для эффективного газообмена важно обеспечить большие проходные сечения в клапанах. Эти сечения при газообмене изме­няются, поэтому пропускную способность клапанов характеризу­ют параметром, называемым время-сечение.

Дата добавления: 2014-01-11