Впускной клапан и впускное отверстие цилиндра
Скорость потока горючей смеси находится из условия неразрывности (газ не изменяет своего объема при понижении давления)
, (3.2) где r - плотность воздуха или смеси, кг/м3.
1. Цель работы: экспериментально расчетным путем определить влияние частоты вращения коленчатого вала на среднее давление впуска.
2. Оборудование: стенды для определения высоты подъема клапана различных двигателей, штангенциркуль, линейка, угломер.
3. Содержание работы. Мощность автомобильного двигателя прямо пропорциональна количеству горючей смеси, поступающей в его цилиндры.
Весовое наполнение двигателя за один цикл или один впуск зависит от величины и продолжительности открытия впускного отверстия.
Площадь проходного сечения клапана f (см2) определяется как боковая поверхность усеченного конуса:
F=pdhCosq, (3.1)
где d – средний диаметр опорной поверхности клапана;
h – высота подъема клапана;
q - угол фаски клапана.
Впускной клапан и впускное отверстие цилиндра |
Скорость потока горючей смеси находится из условия неразрывности (газ не изменяет своего объема при понижении давления) |
r=Ро*106/R*То, (3.3)
R – газовая постоянная воздуха (R=287 Дж/кг К);
Ро – атмосферное давление (Ро=0,1013 МПа);
То – температура окружающего воздуха;
j - коэффициент сопротивления впускного тракта (j=0,8);
Ра – давление впуска, МПа.
Скорость газов во впускной горловине равна:
w=s*Сn*Fn/i*f, (3.4)
где Сn – средняя скорость поршня, (
);
S – ход поршня;
n – число оборотов, мин-1;
Fn – площадь поршня, (
);
Д – диаметр поршня;
i – число одноименных клапанов в одном цилиндре (i=1…2);
s - доля приращения объема горючей смеси за счет остаточных газов, оставшихся в камере сгорания 
;
e - степень сжатия.
Преобразуя (3), получим:
, (3.5)
где Vh – рабочий объем цилиндра,;
Приравнивая (2) и (4), имеем
, откуда
Ра=Ро-(sVh×n/12if)2(r10-5/j22g), МПа (3.6)
Вычислив f,s и подставив их значения в формулу (5) для различной частоты вращения коленчатого вала двигателя получим зависимость Ра=f(n).
На стенде прокручивается распределительный вал до тех пор, пока полностью не откроется впускной клапан какого-нибудь цилиндра. С помощью линейки измеряется высота подъема клапана h, а с помощью штангенциркуля находится диаметр впускного канала у клапана dв. Угол фаски клапана q измеряется угломером.
Из рисунка следует, что
d=dв+h Cosq Sinq, тогда
f=ph Cosq (dв+h Cosq Sinq).
Задаваясь значением Ро и То, определяем плотность воздуха r по формуле 3.3.
Используя исходные данные характеристики испытуемого двигателя Vh,e,i, вычисляем значения Ра для n1=1000 мин-1, n2=2000 мин-1, n3=3000 мин-1.
Строим график Ра=f(n) и делаем выводы.
1. Ленин И.М., Костров А.В., Малашкин О.М. и др. Автомобильные и тракторные двигатели. ч.1. М.: Высшая шк., 1976.-368с.
2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: Учеб./ Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др.; Под ред. В.Н. Луканина.- М.: Высшая шк., 1995.- 368 с.