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

«камере. Конец -расчета этого этапа (наступает н тот момент, когда

Этап 4

Этот этап характерен тем, что масло начинает вытекать из верхней камеры чрез регулирующий клапан. Для этого этапа -следует произвести совместное решение четырех ис­ ходных уравнений. Второе исходное уравнение приобрета­ ет вид

Этот этап характерен тем, что движение подвижного стакана относительно вставки поршня отсутствует, но в от­ личие от третьего этапа давление в -верхней камере понижа­ ется. Поэтому, для расчета этого этапа используются те-же

Этап 6

Исходные уравнения для расчета этого этапа такие-же, как для второго этапа.

В отличие от второго этапа давление масла в верхней камере и инерционный напор м-асла в этот период времени падают. Поэтому конец расчета этого этапа наступает, когда

Рвк — Pj вк •

23 0

В последующем на подвижной стакан поршня дей­ ствуют силы, которые стараются прижать его к неподвиж­ ной иставке. Поэтому расчет для этого периода времени производить нецелесообразно.

Этап 7

Расчет этого этапа аналогичен расчету первого этапа. Таким образом, с помощью такого расчета по этапам можно определить перемещение подвижного стакана пор­ шня и величины давлений ів верхней и нижней масляной камерах за полный цикл работы четырехтактного дизеля. Весь комплекс расчета проводится с применением ЭВЦМ с

для надежного запуска дизеля. Эта задача может быть ре­ шена приближенно аналитическим 'способом без примене­ ния сложной вычислительной техники. Если обратиться к рис. 113 то видно, что перемещение подвижного стакана поршни в сторону большей степени сжатия происходит іво время положений поршни около ВМТ за исключением так­ та сжатия и рабочаго хода, когда на подвижной стакан действуют силы от давления газов. Это происходит из-за действии сил инерции, которые стараются подвижной ста­ кан поршня переместить ів сторону больших степеней сжа­ тии. При пуске двигатели, когда вал двигатели прокручи­

от давления масла, поступающего в верхнюю и нижнюю ка­ меры поршни. Поскольку площадь верхней камеры боль­ ше, чем нижней кольцевой, то стакан стремится перемес­ титься в сторону большей степени сжатии. Между тем, иа пусковых режимах силы от давлении газов стремятся при­

231

жать (подвижной стажа« поршня ж неподвижной вставже и этим препятствовать его перемещению в сторону больших степеней сжатия. Однажо поскольку огарание в двигателе при его прокрутке пока еще не происходит, то эти силы не могут достигнуть таких величин, при жотарых откроется ре­ гулирующий клапан в верхней масляной камере и не про­ изойдет перемещение подвижного стакана поршня. Следо­ вательно, если исключить из расчета время, которое отво­ дится для таікта сжатия, и 'Считать, что относительное дви­ жение подвижного стажана поршня в это время отсутствует, то задача по определению перемещения стакана и времени для получения маисимально возможной степени сжатия двигателя на пусковых режимах может быть определена следующим образом.

Уравнение динамического равновесия стажана поршня имеет вид

d2 S

тп — -—— — Рвк Fw рцк FHK, (24)

d t2

При перемещении наружного стажана в сторону боль­ ших степеней сжатия из нижней кольцевой камеры проис­ ходит истечение масла через дросселирующее отверстие. Объемный расход вытекшего из нижней камеры маела мож­ но определить по уравнению Бернулли

На пусковых режимах давление масла в верхней жамере поршня считается величиной постоянной іи равной дав­ лению масла в магистрали двигателя. Таким образом, дав­ ление в верхней и нижней жамерах поршня не зависит от динамического напора. При таких допущениях, считая так­ же, что давление среды, куда происходит истечение масла,, мало, совместное решение уравнений (24) и (25) приобре­ тает нижеследующий вид:

232

Решение этого дифференционального уравнения может быть заимствовано из курса по теоретической механике введя посто­ янные коэффициенты; рассматриваемое уравнение приводится к виду

233−

Последнее выражение значительно упрощается, если ввести в

рассмотрение гиперболические функции и новые постоянные А и •5, удовлетворяющие равенствам

В результате несложных преобразований окончательное выраже­ ние для определения скорости стакана поршня принимает сле­ дующий вид:

Из этого выражения видно, что при увеличении аргумента гиперболически тангенс быстро стремится к единице. Следова­ тельно, скорость стакана поршня при пуске двигателя стремится к пределу и — С, после которого получается равномерное дви­ жение.

Эта предельная скорость легко определяется по формуле

из которой видно, что она зависит от физических свойств масліа, коэффициента раісхюда проходного сечения дрос­ селирующего отверстия, площади нижней кольцевой и верхней -камер, а также от величины давления подкачки.

Для определения времени достижения предельной ско­ рости стакана -необходимо, чтобы в формуле (27) гипербо­

время для получения предельной скорости стакана в слу­

Если подставить -значение -постоянных величин, то по­ лучается, что

V Ры / Е в к + н к 3/2

234

Эта формула показывает, -что время достижения предельной 'скорости возрастает с увеличением массы стакана и про­ ходного сечения дросселирующего -отверстия в нижней кольцевой камере, а убывает с увеличением давления под­ качки и, особенно сильно, с увеличением площади нижней

S — — ln ch (а С t -+- 5) + ß .

Для улучшения -пусковых качеств двигателя, выра­ жающегося в получении при пуске імак-еимально возможной -степени сжатия, -необходимо, чтобы предельная -скорость (движения стакана была -как можно большей, а время для получения этой скорости и крайнего положения стакана было -как можно меньше. Поскольку эти требования зави­ сят от кон-струкии®ных размеров поршня и его регулировоч­ ных параметров, выбор которых производится для рабочих режимов двигателя, можно предложить пр-именени-е искус­ ственного увеличения давления -подкачки на малых оборо­ тах лишь при пуске двигателя.

235