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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 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