Файл: Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 111
Скачиваний: 0
моздкими и, во-вторых, трудно обеспечить, іна высоких ско ростях вращения коленчатого івала, синхронность колеба ния пружины с изменением давления газов за цикл.
Не оправдано также применение в этих целях жид костей ввиду их плохой сжимаемости и медленного прохож дения через тонкие отверстия.
Наиболее подходящим для создания давления над бу ферным поршеньком является применение сжатого воздуха.
В 1952 году интересные работы по исследованию бу ферного устройства были проведены в Азербайджанском политехническом институте кандидатом техн. наук 3. Гу сейновой иод руководством проф. К. В. Покровского.
1
Рис. 27. Схема бу4 е н о устройства испытанного
|
|
3 . Гусейновой. |
|
|
|
|
|
|
Схема испытанного буферного устройства показана на |
||||||
рис. |
27. |
В головке блока, над |
рабочим цилиндром двигате |
||||
ля, |
размещена буферная камера |
3 с |
регулирующим |
пор |
|||
шеньком |
2. В камеру 3 впускается |
сжатый воздух, где при |
|||||
помощи |
обратного клапана |
поддерживается |
давление рв . |
||||
Давление рв подобрано таким |
образом, |
что за |
каждый |
ра |
бочий цикл двигателя регулирующий поршенек перемеща ется вверх и возвращается в свое нижнее положение. При перемещении регулирующего поршенька вверх, буферный
ЕО
Эффект создается сжатием находящегося в .камере 3 воз духа; при собранном движении поршенька его удару сопро тивляется буферное действие, возникающее в пространстве 4, между кромкам;; камеры и буртом регулирующего пор шенька.
Результаты экспериментов показывают, что наличие описанного буферного устройства заметноснижает макси мальное давление сгорания и смягчает работу двигателя.
Рис. |
28. Индикаторные диаграммы выражающие |
работу |
|
|
двигателя с буфером и без него. |
|
|
Для примера на рис. 28 показаны |
две |
индикаторные |
|
диаграммы, |
снятые со стандартного двигателя (пунктир |
||
ная линия) |
и с двигателя, работающего |
при |
наличии бу |
ферного устройства. В обоих случаях режим работы двига теля соответствовал полной нагрузке.
Сравнение показанных на рис. 28 индикаторных диаг рамм дает возможность выявить особенности протекания рабочего процесса двигателя яри наличии буферного уст ройства.
Политропа сжатия при наличии буферного устройства
проходит выше |
по сравнению с |
политропой сжатия стан |
||
дартного двигателя |
до момента, |
когда сила, |
действующая |
|
на поршенек 2 |
(рис. |
27) со стороны рабочего |
цилиндра и |
51
возникающая действием давления рк газов не |
достигает |
си |
||
лы, действующей |
на поршенек |
2, возникающей от давле |
||
ния рв воздуха |
(на диаграмме точка Сй, рис. |
28). |
|
|
При этом поршенек 2 будет |
все время |
находиться |
в |
крайнем нижнем положении, создавая минимальный объем V' камеры сжатия.
Когда давление ph превысит давление рв, поршенек 2 начнет перемещаться вверх, сжимая воздух ® пневматичес кой камере 3.
5
?
/
Рис. 29. Схема поршня с буферным устройством.
Это перемещение продолжается до момента, когда си да давления газов со стороны рабочего цилиндра не урав новесится силой давления сжатого в верхней камере воз
духа. |
|
|
|
|
|
|
|
В |
процессе сгорания объем основной |
камеры увеличи |
|||||
вается |
до |
значения Ѵ’с, |
что |
приводит |
к |
снижению |
макси |
мального |
давления сгорания |
примерно на 25 -ь 30%. |
|||||
Линия |
расширения |
при |
наличии |
буферного устройства |
|||
до точки Zh протекает в |
условиях изменения объема |
от VI |
52
до V'c, а «последствии при наличии постоянного объема
камеры сгорания.
Рис. 30, Фото поршня с буферным устройством.
Недостатком описанной конструкции буферного уст ройства надо считать трудность обеспечения удовлетвори тельной герметизации буферных полостей и смазки внут-
53
,ранних поверхностей устройства, а также необходимость использования воздуха с достаточно высоким давлением.
Буферное устройство может быть размещено в |
|
самом |
||||||||||||
лоршіне. Такая конструкция была осуществлена |
и |
испыта |
||||||||||||
на іна кафедре тракторов іи |
автомобилей |
Грузинского |
сель |
|||||||||||
скохозяйственного |
института в |
1948 году для одноцилиндро |
||||||||||||
вого бензинового |
двигателя |
«Ляусон». |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
На рис. 29 показана схема поршня с буферным устрой |
||||||||||||||
ством. Как видно из |
схемы, |
конструкция |
осуществлена |
по |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
схеме «поршень в поршне» |
||||||||
|
|
|
|
|
|
(по подобию ПАРССй |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
В днище |
внутреннего |
||||||
|
|
|
|
|
|
поршня |
1 |
вмонтирован |
об |
|||||
|
|
|
|
|
|
ратный |
клапан |
2 |
и |
воз |
||||
|
|
|
|
|
|
душный |
|
жиклер |
|
3. |
Во |
|||
|
|
|
|
|
|
время |
процесса |
всасыва |
||||||
|
|
|
|
|
|
ния, |
при переходе поршнем |
|||||||
|
|
|
|
|
|
верхней |
|
мертвой |
|
точки, |
||||
|
|
|
|
|
|
вследствие |
влияния |
сил |
||||||
|
|
|
|
|
|
инерции, |
наружный |
стакан |
||||||
|
|
|
|
|
|
поршня 4 отстает |
и |
в по |
||||||
|
|
|
|
|
|
лость 5 через клапан 2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
поступает |
воздух, |
исполь |
||||||
|
|
|
|
|
|
зуемый |
впоследствии |
для |
||||||
|
|
|
|
|
|
создания буферного эффек |
||||||||
|
|
|
|
|
|
та. Во время сгорания и |
||||||||
|
|
|
|
|
|
расширения |
воздух, |
через |
||||||
|
|
|
|
|
|
тонкое |
отверстие |
воздуш |
||||||
|
|
|
|
|
|
ного жиклера 3, выбрасы |
||||||||
Рис. 31. |
Внутренний поршень |
с |
вается в картер. |
|
|
|
||||||||
обратным |
клапаном |
в днище. |
|
|
На рис. |
30 |
показано |
|||||||
|
|
|
|
|
|
фото |
системы |
«поршень в |
||||||
поршне» в разобранном |
состоянии, а на рис. 31 —фото, где ви |
|||||||||||||
ден обратный клапан, вмонтированный в днище поршня. |
|
|
||||||||||||
Недостаткам |
описанной |
|
конструкции |
.надо |
считать |
|||||||||
трудность |
уплотнения рабочих |
поверхностей |
|
буфера |
и |
|||||||||
обеспечение |
герметичности обратного |
клапана, |
а |
также |
сложность подбора оптимального проходного сечения воз душного жиклера.
54
Интересную конструкцию лневмобуфернсхго устройства разработали ,на кафедре тракторов іи автомобилей Грузин ского сельскохозяйственного института доц. В. Окропиридзе (руководитель), инж. К. Петриашвили и Г. Цикарадзе.
Принципиальная схема этого устройства показана на рис. 32.
Как видно из схемы, над рабочим цилиндром 1 двига тели расположен буферный цилиндр 3, в котором разме щен свободно движущийся поршень 4 с уплотнительными кольцами и крышкой 5. Сверху буферный цилиндр герме тически закрыт крышкой 8, в которой установлен стер-
55
жень 7 с неподвижным поршеньком 6 и впускной клапан & для впуска сжатого воздуха.
В стержне неподвижного поршня имеется канал, сообщаю щий выходными отверстиями 0Х и 02 внутреннюю полость В свободно движущегося поршня с буферной полостью А, а так же, в некоторые моменты, с полостью С.
Днище свободжадвижущегося поршня имеет полусфе рическую форму и вместе с нижней частью буферного ци линдра образует камеру, куда выходит гнездо для разме щения в нем форсунки (дизель) или запальной свечи (кар бюраторный двигатель).
К впускному клапану 9, через редуктор давления 10, подводится сжатый воздух из ресивера 11.
Пінавміобуферный механизм работает следующим об разом.
После включения редуктора 10 воздух из ресивера 11, через впускной клапан 9 поступает в полссть А, а затем через
отверстия 0 1 и 02 и центральный канал |
неподвижного |
поршня |
|||||
6 в полость В. |
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, под действием давления сжатого воз |
|||||||
духа, поршень 4 займет |
крайнее нижнее |
положение. Объ |
|||||
ем камеры |
сжатия |
при |
этом будет минимальным, ооответ- |
||||
ствующим |
максимальной степени сжатия. |
|
|
|
|||
При запуске и работе |
двигателя, |
в процессе |
сжатия на |
||||
днище поршня 4 будет действовать давление |
газов. |
Когда уси |
|||||
лие от этого давления |
станет больше, |
чем |
суммарное |
усилие |
|||
от давления |
воздуха в полостях А, В и С, |
поршень |
4 |
начнет |
двигаться вверх, сжимая воздух в буферных полостях А и ß и производя расширение в полости С.
В момент сгорания давление ;в камере сгорания резко1 возрастает, поршень 4 подбрасывается вверх до момента, пока усилие от давления рабочих газов в камере сгорания не уравновесится усилием от возросшего давления в буфер ном цилиндре.
Во время движения буферного поршня 4 вверх, в опреде ленный момент выходное отверстие 02 очутится в полости С и давление воздуха во всех полостях А, В и С выравнится.
5S