Давление и температура конца впуска и влияние на них конструктивных и эксплуатационных факторов

Процесс впуска условно начинается в точке соответствующей началу открытия впускного клапана до прихода поршня в ВМТ на такте выпуска. Заканчивается впуск при полном закрытии впускного клапана в точке, когда поршень прошел НМТ. Фактически наполнение поршня свежей смесью возможно при движении поршня от ВМТ до НМТ, но в начальный момент в цилиндре расширяются остаточные газы. Давление в цилиндре двигателя в процессе впуска непрерывно меняется, что обусловлено соответствующим изменением проходного сечения клапана и скорости поршня. Среднее давление газов в цилиндре в течении впуска меньше атмосферного; следовательно для реализации процесса в двигателе со свободным впуском затрачивается энергия. В современных высокооборотных двигателях открытие впускного клапана проходит за 10-30° до прихода поршня в ВМТ, а закрытие через 35-85° после ВМТ. Предварительное открытие впускного клапана до прихода поршня в ВМТ создает некоторое проходное сечение, что в конечном счете улучшает наполнение цилиндра, учитывая большую степень открытия в начале всасывающего хода поршня. В двигателе без наддува воздух в цилиндры поступает из атмосферы и при расчете рабочего цикла давление окружающей среды принимается равным r = 0,1 Мпа, а температура Т0=293К.Под давлением в конце впуска подразумевается среднее значение давление за процесс впуска - Ра. По экспериментальным данным Ра для карбюраторных двигателей 0.07..0.09 Мпа. Дизели имеют более высокое значение Ра. Температура в конце впуска: Та = (Тк+DТ+Yr·Tr)/(1+Yr). Значение Та у современных двигателей варьирует в пределах: карбюраторные - 310..350К, дизельные - 320..400К

Величина давления газов в цилиндре при горении, а следовательно, и мощность двигателя зависит от степени наполнения цилиндра свежий горючей смесью: чем больше заряд смеси, тем больше будет мощность двигателя.

Степи наполнения цилиндра свежей горючей смесью или воздухом в дизелях оценивается коэффициентом наполнения.

Коэффициентом наполнения (r\h) называется отношение веса свежезасосанного заряда горючей смеси или воздуха к весу, который имел бы заряд, заполнивший рабочий объем цилиндра при температуре и давлении окружаю- щего воздуха.

Коэффициент наполнения всегда меньше единицы и только в двигателях с наддувом, у которых горючая смесь или воздух во время впуска принудительно нагнетается в цилиндр, коэффициент наполнения может быть равен или больше единицы.

Коэффициент наполнения зависит от следующих параметров: 1) температуры Т0 и давления р0 окружающего воздуха; 2) давления в цилиндре в начале впуска рг; 3) давления в цилиндре в конце впуска ра; 4) температуры заряда рабочей смеси в конце впуска (с учетом подогрева) Та.

Чем выше температура окружающего воздуха, тем меньше будет коэффициент наполнения, так как с повышением температуры плотность и вес воздуха в том же объеме уменьшаются. Этим и объясняется то обстоятельство, что в жаркую погоду двигатель развивает меньшую мощность.

Повышение давления в конце впуска увеличивает коэффициент наполнения; повышение температуры рабочей смеси в конце впуска с учетом подогрева Та величину коэффициента наполнения уменьшает.

На величину коэффициента наполнения оказывают влияние следующие конструктивные и эксплуатационные факторы:

5) сопротивление воздухоочистителя (его конструкция и степень загрязнения);

6) сопротивление карбюратора (его конструкция и величина открытия дроссельной заслонки);

7) сопротивление впускных труб и клапанных отверстий;

8) число оборотов коленчатого вала;

9) фазы газораспределения (моменты открытия и закрытия впускного клапана);

10) температура окружающей среды и тепловое состояние двигателя.

С увеличением сопротивления воздухоочистителя (по мере его загрязнения) коэффициент наполнения падает, поэтому воздухоочиститель необходимо своевременно очищать и промывать.