Показатели, характеризующие процессы газообмена.

6.1. Что называется коэффициентом остаточных газов? Какие факторы оказывают основное влияние на γ?

Качество очистки цилиндра от продуктов сгорания характеризуется отношением количества молей остаточных газов М_r к количеству молей свежего заряда M_1ц, заполнившего цилиндр после завершения процесса впуска. Это отношение называют коэффициентом остаточных газов g=М_r/M_1ц. Если для 4-тактных ДВС принять, что процесс выпуска заканчивается в ВМТ, то M_r=p_rV_c/(8314T_r). Итак, все факторы, способствующие увеличению p_r (сопротивление выпускного клапана и системы выпуска) или понижению температуры T_r (состав смеси, степень расширения, теплоотдача), обуславливают рост g.

6.2. Что называется коэффициентом наполнения? Приведите выражение η_ν для 4-тактных двигателей, поясните входящие в него величины и проанализируйте их влияние.

Основная характеристика качества процесса газообмена – коэффициент наполнения h_V, равный отношению количества свежего заряда M_1ц, наполнившего цилиндр после завершения газообмена, к тому количеству свежего заряда М_т, которое теоретически могло бы заполнить рабочий объем цилиндра V_h при p_к и T_к. Для 4-тактных ДВС: h_V=f₁*e/(e-1)*T_к/(T_к+DT)*p_a/p_к*(1-1/e*p_r/p_a*f*f_оч), где коэффициент дозарядки f₁=M_1ц/М_1а; f=с_r/c_p - коэффициент теплоемкости остаточных газов; f_оч – коэффициент очистки, учитывающий изменение количества ОГ в течении фазы запаздывания закрытия выпускного клапана. Из формулы следует, что при росте e h_V будет уменьшаться пропорционально e/(e-1), при этом уменьшается g и T_r. Поэтому по экспериментальным данным коэффициент от e не зависит. Выражение показывает, что p_a влияет больше, чем p_r, поэтому в двигателях применяют наддув, а без наддува стремятся увеличить пропускное сечение впускного клапана. Также заметный эффект дает применение четырех клапанов и применение тангенциальных и вихревых впускных каналов. Подогрев заряда DT и увеличение g уменьшает h_V.

6.3. Какие регулировки и параметры окружающей среды оказывают влияние на η_ν? Каково это влия­ние?

Влияние нагрузки таково, что при малой нагрузке у бензиновых ДВС увеличивается подогрев заряда DT, а также при дросселировании M_r изменяется мало, в то время как М_1ц свежей смеси уменьшается, поэтому g заметно растет. При росте частоты растут потери давления Dp_a, поэтому h_V падает. При малых же частотах имеет место обратный выброс, что приводит опять таки к падению h_V. Чем ниже температура и выше давление, тем больше свежего заряда М_1ц заполняет цилиндры. При этом возрастает и теоретическое количество М_Т. р₀ мало влияет на h_V, но он пропорционален Т^(1/m), где m=2…4.