|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ
Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»
Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ, СИСТЕМ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ
Учебное пособие
1. РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
1.3. Рабочий процесс четырехтактного дизеля
Типичная индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля показана на рис. 3.
Рис.3. Схема и индикаторная диаграмма дизеля: 1 – редуктор; 2 – топливный насос высокого давления; 3 – форсунка
С целью обеспечения достаточной температуры для надежного самовоспламенения степень сжатия в дизелях назначается
много большей, чем в карбюраторных двигателях: ε = 14...23.
За первые 180° поворота кривошипа (φ = 0...180°) реализуется такт впуска.
Процесс наполнения цилиндров свежим зарядом (в дизеле это воздух) и значения параметров рабочего тела в конце такта (см. рис.9, точка а)
определяются следующими факторами:
- гидравлические потери во впускной системе дизеля заметно меньше, чем в карбюраторном двигателе (нет диффузора карбюратора и дроссельной заслонки), и они не изменяются
при изменении нагрузки на двигатель;
- во впускной системе нет отвода теплоты от свежего заряда при испарении топлива ввиду отсутствия топлива в свежем заряде дизеля, вследствие чего отпадает необходимость в
специальном подогреве впускного трубопровода. По этой причине давление в точке а (см. рис. 3) в дизеле больше, чем в двигателе карбюраторном:
ра = (0,85...0,92) р0;
- температура Та в дизеле несколько ниже, чем в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) (Та = 310...350 К), в основном из–за того, что
при больших степенях сжатия к свежему заряду подмешивается относительно меньшее количество ОГ, имеющих более низкую температуру. Особенностью такта сжатия в дизеле
(φ = 180...3600) являются более высокие, чем в карбюраторном двигателе, термодинамические параметры рабочего тела в точке с; рс=3,5...6,0 МПа,
Тс=700...900 К, что объясняется в основном большей величиной степени сжатия.
В конце такта сжатия в камеру сгорания начинают впрыскивать топливо. Угол, на который повернется коленчатый вал
от момента начала впрыскивания топлива до прихода поршня в ВМТ, называется углом опережения впрыскивания.
Вследствие начинающегося еще до ВМТ процесса сгорания давление в цилиндре р'с превышает расчетное значение рс:
р'с=(1,05...1,15)рс.
Если в карбюраторном двигателе после подачи искры процесс сгорания происходит в условиях заранее подготовленной достаточно однородной рабочей
смеси, то в дизеле ее подготовка осуществляется за короткий интервал времени, при этом значительная его часть впрыскивается в цилиндр непосредственно в процессе сгорания.
Все это приводит к тому, что вблизи ВМТ в дизеле сгорает существенно меньшая, чем в карбюраторном ДВС, часть всего подаваемого топлива, и значительное его количество горит
после ВМТ при заметном увеличении объема надпоршневого пространства. Поэтому при идеализации действительного цикла дизеля процесс сгорания имитируется подводом части теплоты
к рабочему телу при V=const, а другой части – при р=const.
Вследствие этого степень повышения давления λ=1,4...2,2 меньше, чем аналогичная величина в карбюраторном двигателе. Максимальное
давление цикла в дизеле и соответствующая температура в точке z: рz = 6,0...10,0 МПа; Tz=1800...2300 К. Более низкие значения Тz по
сравнению с бензиновым двигателем являются в основном следствием большего значения коэффициента избытка воздуха.
Расчетные параметры рабочего тела в конце такта расширения (см. рис.3, точка b) pb=0,2...0,4 МПа и
Тb=1000...1200 К ниже, чем в карбюраторном двигателе из–за более высокой степени сжатия и соответственно большей степени расширения продуктов сгорания.
Такт выпуска (φ=540...720°) каких-либо принципиальных особенностей не имеет. Давление в точке r (конец такта выпуска), как и в
случае карбюраторного двигателя, определяется величиной гидравлических потерь в выпускной системе рr=(1,05...1,2) po, а температура РТ ниже, чем в
карбюраторном двигателе, Тr=700...900 К, что объясняется более низкой температурой в конце такта расширения Тb.
|
