Форсирование двигателей - Страница 5 |
![]() |
![]() |
![]() |
Страница 5 из 10
Наполнение кривошипной камеры Чтобы лучше понять, сколь важное значение для правильного наполнения кривошипной камеры горючей смесью имеет момент открытия и закрытия впускного окна, рассмотрим движение газов во впускном патрубке и в картере. В такте сжатия при движении поршня вверх в кривошипной камере создается разрежение. После открытия впускного окна начинается поступление горючей смеси. Однако движение смеси в патрубке не равномерное и не всегда направлено в кривошипную камеру. Хоть и упрощенно, процесс колебаний столба смеси во впускном патрубке и в кривошипной камере можно представить в виде работы механизма, в котором смесь заменяется грузом, а упругое содержимое картера — пружиной (рис. 9.5). Обладающий энергией груз попадает в картер и сжимает пружину, которая тормозит его движение, останавливает, а потом выталкивает наружу. Теперь груз растягивает пружину, которая снова втягивает груз внутрь картера. Если бы не было трения, колебательные движения груза, растягивающего и сжимающего пружину, продолжались бы бесконечно долго. Рис. 9.5. Механическая аналогия движения столба смеси во впускном патрубке и кривошипной камере
Точно так же обстоит и с движением газа. Заряд смеси (по аналогии с грузом) втягивается в картер, в котором после движения поршня вверх наступает разрежение. Давление в картере возрастает, достигает максимума, после чего начинается обратный процесс: смесь, которая заполнила картер, начинает возвращаться во впускной патрубок. Если бы впускное окно было открыто, то происходило бы поочередное заполнение и опорожнение кривошипной камеры. Необходимо подобрать такой момент закрытия впускного окна, чтобы в картере находилось как можно больше горючей смеси. Этого мы сможем добиться, если закроем окно в тот момент, когда поступающая в картер струя смеси остановится, но еще не будет идти обратно во впускной патрубок. В картинговых двигателях применяются три метода регулирования наполнения кривошипной камеры горючей смесью. Регулирующими элементами являются поршень, вращающийся золотник или мембранный клапан (рис. 9.6). Как уже говорилось в гл. 4, регулирование с помощью поршня в специальных картинговых двигателях не применяется, а в адаптированных двигателях мембранные клапаны встречаются очень редко. Рис. 9.6. Различные способы управления подачей заряда в кривошипную камеру: а — управление поршнем; б — управление вращающимся золотником; в — управление мембранным клапаном
В двигателе с регулированием наполнения картера горючей смесью путем закрытия впускного окна нижней кромкой поршня возможность изменения фазы открытия впускного окна ограничена. Фазу можно увеличить путем соответствующего увеличения самого окна, особенно за счет изменения положения нижней кромки, либо путем изменения положения регулирующей кромки поршня. На рис. 9.7 даны схемы возможных изменений и диаграммы время-сечения. Заштрихованная поверхность отражает величину время-сечения. На рис. 9.7, б показано окно, которое полностью открыто при ходе поршня So, что обеспечивает наиболее стабильное течение смеси. Продолжительность открытия окна в этом случае больше, чем в случае, приведенном на рис. 9.7, а. Высота окна (сечение) в обоих случаях одинаковая. Увеличение высоты окна путем поднятия его верхней кромки (рис. 9.7, в) несколько увеличивает время-сечение, но приводит к тому, что полностью окно открыто только в верхнем положении поршня. Увеличение время-сечения не всегда компенсирует потери от возмущений, вызванных кромкой поршня.
В двигателях с вращающимся золотником изменения фазы открытия впускного окна можно добиться путем изменения выреза во вращающемся золотнике или угловой ширины окна (рис. 9.8). В обоих случаях фаза открытия окна равна 210°, но фаза полного открытия окна, показанного на рис. 9.8, а, составляет 110°, а на рис. 9.8, б—всего 50°. Хотя окно, показанное на рис. 9.8, а значительно больше окна, показанного на рис. 9.8, б, одна из кромок вращающегося золотника возмущает протекание смеси на 160° поворота коленчатого вала, а в примере рис. 9.8, а всего 100°. Этот пример показывает, что при подборе фазы впуска большую роль играют размеры впускного окна.
|