Методы форсирования мощности двигателя.

Форсирование – это увеличение удельной (литровой) мощности двигателя.

При создании ДВС целью конструктора является получение возможно большей мощности в двигателе заданных размеров, т.е. получение максимальной величины удельной мощности.

В начале XX века:

В наше время: (без дополнительных агрегатов).

Анализ проводят по формуле Стечкина:

Факторы анализа:

1) – тактность двигателя;

2) Качество протекания рабочего процесса: ;

3) Теплота сгорания горючей смести: ;

4) Быстроходность: ;

5) Количество свежего заряда поступившего в цилиндр: ;

6) Механический КПД: .

 

Указанные факторы позволяют выделить следующие методы увеличения удельной мощности:

1) Осуществление двухтактного цикла;

2) Увеличение энергоемкости ТВС: ;

3) Уменьшение : ;

4) Увеличение степени сжатия: ;

5) Увеличение быстроходности ;

6) Увеличение наполняемости (принудительная подача ТВС – наддув): ;

7) Совершенствование рабочего процесса: ; ;

8) Конструктивное совершенствование двигателя: .

 

Осуществление двухтактного цикла.

; ; ;

– доля потерянного хода поршня при переходе на двухтактный цикл.

 

Индикаторная диаграмма двухтактного ДВС.

1 – впускное (продувочное) окно;

2 – выпускное окно;

3 – свеча зажигания (форсунка).

 

Принцип действия двухтактного ДВС.

В двухтактном ДВС клапана, как правило отсутствуют. Газообмен осуществляется через окна в стенке цилиндра. Регулирование газообмена производится самим поршнем.

– сжатие;

– точка зажигания (впрыска);

– сгорание;

– процесс расширения (рабочий вход);

– начало выпуска;

до НМТ

– выхлоп продуктов сгорания в выпускное окно, в результате избыточного давления в цилиндре ;

– продувка цилиндра свежей ТВС (воздухом).

Процессы выталкивания и наполнения происходят одновременно. Очистка цилиндра от продуктов сгорания путем выталкивания происходит не поршнем, а свежей смесью (воздухом). Сжатие ТВС (воздуха) происходит в специальном продувочном насосе (компрессоре). В небольших двигателях в качестве насоса используют внутреннюю полость картера и поршень.

– геометрический рабочий объем;

– объем камеры сгорания;

– ход поршня по высоте выпускных окон – потерянный рабочий объем (мертвый объем).

– действительный рабочий объем цилиндра;

– потерянный ход поршня;

– кажущая степень сжатия (геометрическая);

– действительная степень сжатия;

– доля потерянного объема цилиндра

 

 

Схема газообмена двухтактных двигателей.

 

Достоинства и недостатки двухтактных двигателей.

Достоинства:

1) Увеличение литровой мощности на ;

2) Равномерность крутящего момента;

3) Конструктивная и технологическая простота;

Недостатки:

1) Необходимость продувочного насоса;

2) Повышена тепловая напряженность деталей;

3) Экономичность – повышенный удельных расход топлива (продувка цилиндров свежей смесью, высокий коэффициент остаточных газов);

4) Повышенное количество вредных выбросов.

 

Наддув двигателей.

Наддув – увеличение плотности ТВС путем повышения ее давления .

Увеличение литровой мощности происходит вследствие большого количества выделяющейся теплоты в цикле.

;

Классификация наддувов.

1) Низкий наддув

2) Средний наддув

3) Высокий наддув

 

Инерционный наддув.

Использование волновых процессов путем подбора длин впускных и выпускных трубопроводов для увеличения .

Достоинства:

- Конструктивная простота.

Недостатки:

- Небольшой рост (5–10%);

- Узкий диапазон рабочих режимов.