5. Влияние конструкции камеры сгорания на степень сжатия
Конструкция камеры сгорания |
ε |
Полусферическая клиновидная |
8,5 .10,0 |
Вихревая |
6,5 .7,5 |
Цилиндрическая |
7,5 .8,0 |
Шатровая |
7,0 .8,0 |
Шатровая с вытеснителями |
7,0 .9,0 |
При увеличении степени сжатия в области ее высоких значений (ε > 20) использование теплоты улучшается незначительно. Таким образом, применение особо высоких степеней сжатия оказывается нерациональным.
Многотопливные дизели выполняют с повышенными степенями сжатия для устранения влияния цетанового числа на процесс сгорания в них.
Коэффициент избытка воздуха α. Состав смеси, характеризуемый коэффициентом избытка воздуха, оказывает большое влияние на процесс сгорания топлива, экономичность и конструктивную массу двигателя. Ориентировочные значения для автотракторных двигателей приведены в таблице 6.
6. Значение коэффициента избытка воздуха
Двигатели |
α |
Карбюраторные |
0,75 .0,95 |
Дизельные с неразделенными камерами сгорания и смесеобразованием |
1,50 .1,80 |
Дизельные с пленочным смесеобразованием |
1,45 .1,55 |
Дизельные вихрекамерные и предкамерные |
1,25 .1,45 |
Дизельные с наддувом |
1,35 .2,0 |
Газовые при работе на генераторном газе |
1,10 .1,15 |
Газовые при работе на природном газе |
1,15 .1,20 |
Коэффициент избытка воздуха влияет на количество выделяемой теплоты и состав продуктов сгорания. Чем совершеннее процесс смесеобразования, тем меньше значения α и размеры цилиндра могут быть уменьшены для обеспечения заданной мощности.
Для карбюраторных двигателей максимальная мощность обеспечивается при обогащении смеси (α = 0,85 .0,9) , так как при этом достигается максимум скорости распространения пламени. Для более надежного воспламенения и устойчивой работы двигателя на малых нагрузках и холостом ходу требуется еще большее обогащение смеси (α = 0,65 .0,8).
Из-за недостатка кислорода топливо не сгорает полностью, вследствие чего происходит неполное выделение теплоты при сгорании и в отработавших газах появляются токсичные продукты неполного окисления.
Параметры окружающей среды. Атмосферные условия принимаем следующие: давление Ро = 0,1 МПа, температура То = 298К
Параметры свежего заряда. Для двигателей без наддува принимают равными параметрам окружающей среды Рк = Ро, Тк = То, а для двигателей с наддувом Рк равным давлению на выходе из компрессора:
при низком наддуве Рк =1,5Ро,
при среднем наддуве Рк = (1,5 .2,2)Ро,
при высоком наддуве Рк = (2,2 .2,5)Ро, а температура Тк как берется равной температуре воздуха за компрессором
,