307 / 397
Конструкции, технические и эксплуатационные свойства транспортных средств
307
Результаты расчёта представлены в таблице 1. Строка 1 соответствует вышеперечис-
ленным исходным параметрам. Из таблицы видно, что повышение степени сжатия до 11
приводит при прочих неизменных исходных данных к повышению мощности на 8,2% и КПД
на 10,8%. Повышение ε свыше 12 не практикуется ввиду возникновения детонационного
сгорания смеси и самовоспламенения. Для современных двигателей с впрыском лёгкого топ-
лива во впускной тракт и электронным управлением достигаются значения ε =13, что опре-
деляет полезность увеличения этого параметра.
Таблица 1
Сравнение результатов эффективности изменения параметра
карбюраторного двигателя
№ п/п
η
Δη
Ne
, кВт
Δ
Ne
ε
α
в
η
v
P
r
,
МПа
T
r
,
К
1
0,231
–
55,5
–
8,5
0,81
0,77
0,11
1000
2
0,256
10,8%
60,1
8,2%
11
3
0,302
30,7%
57,5
3,6%
1
4
0,240
3,9%
65,8
18,6%
0,9
5
0,231
–
55,5
–
0,105
6
0,231
–
55,6
0,2%
900
Большой эффект даёт увеличение коэффициента избытка воздуха до значения 1. Та-
кая смесь, называемая нормальной, сбалансирована по составу топлива и воздуха, содержа-
щего кислород. Использование в двигателе ВАЗ-2106
α
в
=
0,85 означает нехватку кислорода
примерно на 15% и вызвано несовершенством работы карбюратора. Этот прирост
α
в
приво-
дит при прочих неизменных исходных данных к повышению мощности на 3,6% и КПД на
30,7%. В современных двигателях на средних и номинальных режимах реализуют коэффи-
циент избытка воздуха чуть меньший единицы (
α
в
=
0,98), что необходимо для снижения
содержания токсичных компонентов в отработавших газах двигателя.
Коэффициент наполнения определяет степень массового наполнения надпоршневого
пространства горючей смесью и его повышение до значения один достигается различными
конструктивными средствами. Среди них снижение газодинамического сопротивления впу-
скного тракта, применения трёх или четырёх клапанов на цилиндр. Однако достижение пре-
дельного значения невозможно в связи с конечно малой вязкостью свежего заряда. Оно объ-
ективно снижается при увеличении скорости свежего заряда с увеличением частоты враще-
ния коленчатого вала, последнее, определяется тенденцией повышения мощности двигателя.
Повышение коэффициента наполнения до 0,9 приводит при прочих неизменных исходных
данных к повышению мощности на 18,6% и КПД на 3,9%.
Снижение давления
P
r
и температуры
T
r
в конце процесса выпуска
до предельных
значений, характерных для данного типа двигателя, не приводит к заметному результату по
мощности и КПД, однако, принципиально, улучшает качество двигателя.
Анализ влияния изменения параметров для дизельного двигателя проведён на приме-
ре двигателя с наддувом КамАЗ 740.13-260. Параметры номинального режима двигателя со-
ответствуют его краткой технической характеристике: номинальная мощность
N
е
= 191 кВт,
при частоте 2600 об/мин, рабочий объём 10,85 дм
3
, диаметр цилиндра 120 мм, ход поршня
120 мм, степень сжатия ε = 16 [4]. Следующие параметры, определяющие процесс впуска и
сжатия, выбраны так, чтобы соответствовать технической характеристике:
α
в
=
1,6 –
коэффициент избытка воздуха
,
η
v
=
0,9 – коэффициент наполнения,
n
k
= 1,65
–
показатель политропы сжатия компрессора
,
λ
=
1,9 – степень повышения давления
.
Для дизельных двигателей с наддувом по статистическим данным эти параметры находятся в
следующих пределах: ε = 15…19, α
в
= 1,3…2,2, η
v
= 0,9…0,95,
n
к
= 1,4…2, λ = 1,5…1,8
.