Понятие коэффициента вытеснения и оптимальное наполнение (стр. 4 )

или

(12)

Как следует из последнего выражения, коэффициент наполнения зависит от доли СЗ в рабочей смеси, параметров окружающей среды и РС, от типа топлива и степени рециркуляции, а также от численного значения дроби , характеризующей соотношение полного и рабочего объемов цилиндра. Обозначив , выражение (10) можно переписать следующим образом

или .

Выражение (11) устанавливает связи между долей воздуха и коэффициентом наполнения, а зависимость (12) позволяет определить для конкретных условий на входе в двигатель предельное значение коэффициента наполнения, соответствующее максимальному заполнению цилиндров свежим зарядом при отсутствии его потерь в период перекрытия клапанов.

Это предельное наполнение соответствует доле свежего заряда . Следовательно,

(13)

или

.

Эта зависимость позволяет определять значение коэффициента наполнения, необходимого для достижения максимальной мощности двигателя, работающего на любом виде топлива при использовании рециркуляции или при ее отсутствии.

Для двигателя, работающего на жидком топливе при отсутствии рециркуляции, это выражение перепишется как

Например, при ε=10, p0=0,1 МПа, T0=298 K, Tr=1050 K и Ta= 340 K полное заполнение цилиндра свежим зарядом соответствует величине = 0,8959.

Превышение величины свидетельствует о потери части свежего заряда в период перекрытия клапанов. В результате в двигателях с внутренним смесеобразованием в цилиндрах остается лишь часть циклового заряда воздуха. В случае определения количества впрыскиваемого топлива как функции расхода воздуха потери части подаваемого в цилиндры воздуха должно сказаться на действительном значении коэффициента избытка воздуха – оно будет меньшим расчетного. При этом отличие реального значения коэффициента α от рассчитанного по замерам воздуха приводит к обогащению смеси, что, в свою очередь, имеет следствием ухудшение экономических и экологических характеристик двигателя. При в двигателях с внешним смесеобразованием часть содержащегося в свежем заряде топлива выбрасывается в период перекрытия клапанов в окружающую среду. Результат тот же – ухудшение экономических и экологических показателей.

Заключение

Проведение анализа результатов газообмена на базе парциальных объемов компонентов рабочей смеси проще и нагляднее анализа с использованием коэффициентов наполнения и остаточных газов. Предлагаемый подход к оценке наполнения и расчета рабочего цикла позволяет оценивать влияние на наполнение типа используемого топлива и рециркуляции, а также угла запаздывания закрытия впускных клапанов (действительной степени сжатия). Поскольку соответствующие доли представляют собой отношения парциальных объемов компонентов смеси к полному объему цилиндра Va, объемная доля СЗ характеризует степень заполнения свежим зарядом цилиндров двигателя. Значение соответствует полному заполнению свежим зарядом объема всего цилиндра, а следовательно – максимально достижимой мощности на каждом режиме работы двигателя. А так как в настоящее время расчет рабочего цикла двигателя традиционно производится на базе коэффициента наполнения, оптимальное по мощности значение коэффициента наполнения для любых условий на входе (pk и Tk) может быть найдено по выражению (13). Эта зависимость имеет универсальный характер и может быть использована для любых типов поршневых ДВС.

Соотношение объемных долей компонентов рабочей смеси характеризует ее состав, от которого зависят все показатели двигателя. При этом значение доли остаточных газов σr является оценочным критерием для определения степени внутренней рециркуляции. Суммарная доля продуктов сгорания в рабочей смеси дает возможность более полной и объективной оценки их влияния на показатели двигателя в сравнении со степенью рециркуляции R′c.

Список литературы

1.  , Поваляев оценка качества наполнения свежим зарядом цилиндров поршневого двигателя на стадии проектирования // Вестник национального исследовательского Южно-Уральского государственного университета. 2008. № 23. С. 20-24.

2.  , Угланов различных факторов на коэффициент наполнения поршневого двигателя // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им . 2007. № 2. С. 114-117.

3.  Матюхин, наполнения и тепловой расчет ДВС на базе состава рабочей смеси / Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. 180 c.

4.  Матюхин процессов газообмена и состава рабочей смеси газового двигателя с внешним смесеобразованием // М. Вестник МАДИ, вып. 4 (11). 2007. C. 5 – 7

5.  Матюхин коэффициенту наполнения // Сборник научных трудов по материалам Международной конференции Двигатель-2007, посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. . М. 2007. С. 80 – 85

6.  Матюхин, использования коэффициентов наполнения «по воздуху» и «по смеси» для оценки результатов газообмена в газовых двигателях / // Международный научно-технический журнал Транспорт на альтернативном топливе. 2014. №4 (40). С. 38-46.

7.  Матюхин, основы учета рециркуляции в тепловом расчете ДВС // М. Вестник МАДИ, вып. 2 (21), 2010, C. 10 – 14.

8.  Матюхин объемных долей компонентов рабочей смеси для проведения теплового расчета двигателя // М. Вестник МАДИ. Вып. 1 (8), 2007. C. 46 – 51.

9.  Матюхин формула коэффициента наполнения четырехтактного двигателя внутреннего сгорания // М. Вестник МАДИ. Вып. 3 (22). 2010. С. 39 –43.

10.  Evaluation of results for the gas exchange processes by the use of volumetric ratios of air-fuel-residual gases-mixture / Science and Education, Materials of the VIII international research and practice conference, Vela-Verlag, Waldkraiburg–Munich–Germany, 2015-05-23.

11.  Матюхин выражение для определения количества молей свежего заряда. // Электр. журн. «Автомобили-Дороги-Инфраструктура», 2015. №2 (4), (http://adi. madi. ru/index. php./madi/article/view/3217).

12.  , Тер-Мкртичьян основы расчета рабочего цикла двигателей с укороченным впуском или укороченным
сжатием на основе анализа состава рабочей смеси // Труды НАМИ. 2015.
Выпуск № 000. С. 35-44.

13.  Матюхин наполнения и индикаторных показателей газовых ДВС // М. Международный научно-технический журнал Автогазо-заправочный комплекс + Альтернативное топливо, 1 (61), 2012, С. 15-18.

14.  Матюхин прогнозирование показателей двигателя при его переводе на газообразное топливо, а также при использовании рециркуляции; М. Международный научно-технический журнал Автогазо-заправочный комплекс + Альтернативное топливо, №4 (73), 2013, С. 14-18.

15.  Матюхин индикаторных показателей двигателей внутреннего сгорания от типа используемого топлива // М. Вестник МАДИ, Вып. 4 (27). 2011. С. 26 –29.

References

1.  Kovylov Yu. L., Uglanov D. A. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universitsta im. S. P. Koroleova 2007, uss.. 2, pp. 114 – 117.

2.  Sharoglasov B. A., Povalyayev V. A. // Vestnik natsional’nogo issledovatel’skogo Yuzhno-Ural’skogo gosudarstvennogo universiteta. 2008. № 23. pp. 20-24.

3.  Matyukhin L. M. Analiz napolneniya y teplovoy rastcheot DVS na baze sostava rabochey smesi – Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, 2011, 170 p.

4.  Matyukhin L. M. // M.: Vestnik Moskovskogo avtomobil’no-dorozhnogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta (MADI), 2007. uss. 4 (11). pp. 5-7.

5.  Matyukhin L. M. // М.: Sbornik nauchnykh trudov po materialam Mezhdunarodnoy konferentsii Dvigatel’-2007, posvyastcheonnoy 100-letiyu shkoly dvigatelestroeniya MGTU im. N. E. Baumana. 2007. pp. 80 – 85.

6.  Matyukhin L. M. // М.: Mezhdunarodny nauchno-tekhnicheskiy zhurnal Transport na alternativnom toplive. 2014. № 4 (40), pp. 38 – 46.

7.  Matyukhin L. M. // Vestnik MADI, 2011, uss. 2 (21), pp. 10 – 14

8.  Matyukhin L. M. // Vestnik MADI, uss. 1 (8), 2007 , pp. 46 – 51

9.  Matyukhin L. M. // М.: Vestnik MADI, 2010, uss. 3 (22), pp. 39 – 43

10.  Matiukhin L. Evaluation of results for the gas exchange processes by the use of volumetric ratios of air-fuel-residual gases-mixture. Science and Education, Materials of the VIII international research and practice conference, Vela-Verlag, Waldkraiburg–Munich–Germany, 2015-05-23, pp. 337-345. [in Russian].

11.  Matyukhin L. M. // М.: Elektronny zhurnal «Avtomobili-Dorogi-Infrastruktura», 2015. №2 (4), adi. madi. ru/index. php./madi/article/view/3217

12.  Matyukhin L. M., Ter-Mkrtichyan G. G. // М.: Trudy NAMI. 2015, uss. № 000. pp. 35-44

13.  Matyukhin L. M. // М.: Mezhdunarodny nauchno-tekhnicheskiy zhurnal Avto-zapravochny komplex + Al’ternativnoye toplivo, 2012. uss. 1 (61), pp. 15-18

14.  Matyukhin L. M // М.: Mezhdunarodny nauchno-tekhnicheskiy zhurnal Avto-zapravochny komplex + Al’ternativnoye toplivo, 2013, № 4 (73), pp. 14-18

15.  Matyukhin L. M. // М.: Vestnik MADI, 2011, uss. 4 (27), pp. 26 –29

[e-mail] и [e-mail]

[phone] (рабочий)

[phone] (дом)

[phone] (моб.)