Файл: Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия.pdf

В . В . М А Х А Л Д И А Н И , И . ф . Э Д Ж И Б И Я

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ

I

і

• : М Е Ц Н И Е Р Е В А : *

ііОхэсхоОшегспь ььб зобБообо&^ш o><36csoaoo>

АКАДЕМИЯ НАУК ГРУЗИНСКОЙ ССР

дйБбдБдт ЭсШбот обь*о*-зао

ИНСТИТУТ МЕХАНИКИ МАШИН

1 9 7 3

3 . 3,!>Ь«ЬС?с°0АБ0. 0 . ЯЗБ0&0Л,

д. е ? з н Б (Ш

j*39*a30b ьб(лОььоь бЗФНЭбсЭТйо

(НпдЗЗЪО

азэгсэоозстз „аовбоолоы>»

ШЬОСГО1)0

1973

В . В . М А Х А Л Д И А Н И , И . Ф . Э Д Ж И Б И Я ,

А . М . Л Е О Н И Д З Е

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «МЕЦНИЕРЕБА*

ТБИЛИСИ

1973

6Т2Л

621.43 n 474

УДК 621.43S.7

Л?*123

В книге рассмотрены вопросы, касающиеся конструкции, теории и расчета систем, используемых для автоматического регулирования степени сжатия поршневого двигателя внут­

а также результаты многолетних исследований авторов. Книга предназначена для инженеров и научных работ­

ников, работающих в области поршневых двигателей внут­ реннего сгорания.

Под редакцией проф. В. В. Махалдиани

t ,

в будущем конкурировать с газотурбинными и другими ви­ дами тепловых двигателей, можно представить лишь как сильно форсированный двигатель с очень высоким давлени­ ем наддува. Однако степень форсирования в настоящее вре­ мя ограничена максимальным давлением и высокой темпе­ ратурой сгорания.

По мнению известных специалистов по двигателям внутреннего сгорания [25], [30], прочность современных быстроходных дизелей определяется в большей мере меха­ ническими, чем тепловыми нагрузками. Поэтому для обес­ печения достаточной прочности дизеля и необходимого сро­ ка службы, давление сгорания рекомендуется ограничивать

ния воздуха для улучшения процесса сгорания, применение более продолжительного времени впрыска топлива, примене­ ние топлива с повышенной воспламеняемостью, охлаждение поступающего в цилиндры воздуха и др., хотя и снижают частично давление сгорания, по не дают полного решения вопроса.

Выход из этого положения усматривается в использова­ ніии переменной степени сжатия.

В двигателе с переменной степенью сжатия, путем ав­ томатического понижения степени сжатия по мере повыше­ ния давления наддува, можно добиться очень высокого фор­

5

сирования дизеля при сохранении давления сгорания на до­ пустимом уровне.

Уменьшение степени сжатия при увеличении массы за­ ряда цилиндров приводит к тому, что средняя температура газов, находящихся в цилиндре, изменяется незначительно; следовательно, переменная степень сжатия позволяет прео­ долеть не только трудности, связанные с повышением меха­ нической нагрузки деталей, но и, в значительной мере, проб­

риментов проф. П. Менсфильда [29], получившего среднее эффективное давление 27,6 бар при степени сжатии 7,8; при этом максимальное давление сгорания не превышало

Испано-Сюиза с переменной степенью сжатия. На этом за­ седании было отмечено: «Высокий наддув при наличии пе­ ременной степени сжатия представляет собой именно то средство, которое может позволить дизелям в течение 70— 80-х годов конкурировать с новыми типами тепловых дви­

сятилетий тому назад, 'когда начинались работы по двига­

6

дачного и скоростного режимов двигателя. Исходя нз это­ го, двигатель с автоматически изменяющейся степенью сжатия рассматривался прежде лишь как автомобильный карбюраторный двигатель.

Степень сжатия является основным параметром порш­ невого двигателя внутреннего огорания, величина которой, непосредственно влияя на процесс сгорания, обусловлива­ ет качество протекания всего рабочего процесса двигателя.

тоянной величиной и при изменении режима работы оста­ ется неизменной. Отсюда следует, что во время работы дви­

имеет существенного значения, однако для двигателей мо­ бильных машин (автомобиль, танк, трактор) это обстоя­ тельство весьма важно и оказывает большое влияние на эксплуатационные показатели машины.

В карбюраторных двигателях величина степени сжатия устанавливается из условия работы двигателя на грани де­ тонации при полной нагрузке и низких оборотах коленча­ того вала. В дизелях величина степени сжатия устанавли­ вается из условия надежного пуска двигателя.

Легко можно прийти к выводу, что целесообразным является двигатель с изменяющейся степенью сжатия, поз-

7

валяющий в зависимости от условий и режима работы дви­ гателя устанавливать степень сжатия, оптимальную для данного режима.

Степень сжатия может изменяться либо автоматичес­ ки, либо вручную, путем изменения объема камеры сгора­ ния или рабочего объема цилиндров двигателя.

В карбюраторных двигателях степень сжатия должна изменяться в зависимости от нагрузочнаго и скоростного режимов, а также в зависимости от давления и температу­ ры заряда на впуске, повышаясь при падении атмосферно­

в зависимости от теплового состояния двигателя, степень сжатия принимает оптимальное значение.

Для дизелей, работающих со всасыванием воздуха (без наддува) оптимальное значение степени сжатия при максималь­ ной нагрузке составляет s = 12 ч- 14; при наличии наддува эта величина понижается, и при высоком наддуве может понизиться

’удельного эффективного расхода топлива.

Однако практически этого не происходит, так как, волерзых, ввиду уменьшения максимального давления сгора­ ния понижаются потери на трение в кривошипном меха­ низме двигателя, во-вторых, ввиду уменьшения шютности газов, находящихся в цилиндре, понижается интенсивность теплопередачи от газа в стенки и, следовательно, умень­ шаются удельные потери тепла.

Следует отметить и то обстоятельство, что при пониже­ нии степени сжатия увеличивается давление наддува и усиливается предварительное сжатие заряда в компрессо­ ре, что не учитывается при выводе общепринятых формул для определения термического к. л. д.

8