Температура подогрева заряда

 

Свежий заряд при движении во впускной системе и внутри цилиндра соприкасается с горячими стенками, и температура его увеличивается на . Степень подогрева заряда зависит от скорости его движения, продолжительности впуска, а также от разности температур стенок и заряда. С повышением температуры заряда его плотность снижается, поэтому специальный подогрев впускной системы карбюраторного двигателя целесообразен для испарения топлива. Чрезмерный подогрев отрицательно влияет на наполнение цилиндра. Таким образом, приращение температуры свежего заряда

где повышение температуры свежего заряда вследствие теплообмена; уменьшение температуры свежего заряда из-за испарения топлива. Для дизелей

Подсчет затрудняется из-за отсутствия достаточных данных для выбора коэффициента теплоотдачи и средней температуры поверхностей, а также из-за сложности определения доли испарившегося в процессе впуска топлива (у бензиновых двигателей). Вследствие этого при тепловом расчете двигателя температуру принимают на основании имеющихся экспериментальных данных и косвенных расчетов. При правильно сконструированной системе газообмена, когда свежий заряд поступает в цилиндр дизеля без наддува, Для двигателя с внешним смесеобразованием

Четырехтактные двигатели с наддувом без промежуточного охлаждения воздуха и двухтактные двигатели с хорошо организованной продувкой имеют более низкие значения , что объясняется более высокими температурами воздуха за компрессором и соответственно меньшей разностью между средними температурами стенок и свежего заряда. Аналогичное явление наблюдается и в карбюраторных двигателях с наддувом. При наддуве без промежуточного охлаждения, когда температура заряда выше температуры стенок возможно охлаждение заряда, и в этом случае будет отрицательным.

Температура конца впуска. При анализе факторов, влияющих на протекание процесса зарядки, предполагалось, что они влияют раздельно. В действительности все явления, определяющие протекание процесса зарядки, действуют одновременно. Подогрев заряда от стенок и смешение его с остаточными газами, имеющими более высокую температуру, приводят к тому, что в конце впуска (точка а) температура смеси свежего заряда и остаточных газов выше температуры воздуха на впуске , но ниже температуры остаточных газов .

Температуру можно определить по следующей зависимости

(14)

где – температура окружающей среды; – подогрев заряда; – коэффициент остаточных газов; – температура остаточных газов.

При работе четырехтактного двигателя без наддува . В случае четырехтактного двигателя с наддувом или двухтактного двигателя температура определяется по состоянию воздуха перед впускной системой после сжатия в компрессоре по уравнению

, (15)

где – показатель политропы сжатия в компрессоре, зависящий от его типа и степени совершенства протекающего в нем процесса,

В некоторых двигателях с наддувом после компрессора перед впускной системой устанавливают холодильник, в котором воздух охлаждается на . В этом случае температура заряда перед впуском

(16)

 

Для четырехтактных двигателей без наддува , для четырех и двухтактных двигателей с наддувом .

 

Коэффициент наполнения

Совершенство процесса впуска принято оценивать коэффициентом наполнения равным отношению количества свежего заряда, находящегося в цилиндре к началу действительного сжатия, т.е. к моменту закрытия органов газообмена, к тому количеству свежего заряда, которое могло бы заполнить рабочий объем цилиндра при условиях на впуске. Условиями на впуске для четырехтактных двигателей без наддува являются давление и температура окружающей среды, для двух- и четырехтактных двигателей с наддувом – давление и температура после компрессора.

Расчеты показывают, что для двигателей с внешним смесеобразованием, работающих на жидком топливе, разница в коэффициентах наполнения, подсчитанных из условий, что свежим зарядом является воздух или топливовоздушная смесь, незначительна. Поэтому в дальнейшем для таких двигателей, так же как и для дизелей, будем определять по количеству поступающего в цилиндр воздуха. Согласно определению

, (17)

где – количество воздуха, действительно поступившего в цилиндр в массовом или объемном измерении за цикл; – рабочий объем; – плотность воздуха.

Коэффициенты наполнения можно определить по следующей зависимости.

(18)