Процессы газообмена

Фазы газораспределения представляют собой периоды, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно ВМТ и НМТ, в течение которых клапаны открыты. Правильный выбор фаз улучшает очистку цилиндров от отработавших газов и наполнение свежим зарядом, а также уменьшает потери энергии на газообмен. На рис. 3.1, β показана круговая диаграмма фаз газораспределения.

Фазы газораспределения выбирают с учетом особенностей двигателя, его основных режимов работы и геометрических размеров впускного тракта. Неизменные фазы газораспределения выбирают для наиболее важного диапазона скоростных режимов работы двигателя. Так, двигатели с высокой частотой вращения имеют более широкие диапазоны фаз газораспределения, чем малооборотные двигатели.

Для улучшения наполнения цилиндров свежим зарядом подбирают определенное сочетание фаз газораспределения и геометрических размеров впускного тракта (в основном его длину), обеспечивая этим динамический наддув двигателя.

Параметры процессов газообмена. В цилиндр двигателя поступает свежий заряд, который после завершения газообмена, смешиваясь с отработавшими газами, оставшимися в цилиндре после закрытия впускных и выпускных клапанов, образует рабочую смесь.

Влияние различных факторов на процессы газообмена. При рассмотрении влияния на показатели процессов газообмена различных факторов следует учитывать их взаимозависимость.

Сопротивление на впуске. С увеличением потерь давления на впуске Дра снижаются давление ра, плотность свежего заряда в цилиндре и коэффициент наполнения, а потери на газообмен возрастают.

Потери давления Ь.ра прямо пропорционально зависят от сопротивления впускной системы и квадратично от скорости свежего заряда. В свою очередь, сопротивление впускной системы определяется совокупностью сопротивлений впускного клапана, поворотов, местных сужений и шероховатости поверхности трубопровода и каналов в головке, карбюратора и воздухоочистителя, а также охладителя воздуха при наддуве. Сопротивление системы впуска карбюраторных двигателей выше, чем у двигателей с впрыскиванием бензина и дизелей.

В связи с тем, что давление ра влияет на r\v сильнее, чем рп суммарное проходное сечение впускных клапанов делают больше, чем выпускных. В двухклапанных двигателях диаметр впускного клапана обычно несколько больше выпускного. В настоящее время традиционное соотношение количества впускных и выпускных клапанов на один цилиндр 1:1 изменяется в сторону увеличения числа клапанов. С учетом условий компоновки применяют соотношения 2:2; 2:1 и реже 3:1. Это позволяет увеличить суммарное проходное сечение клапанов.

Для организации направленного интенсивного вихревого движения заряда в цилиндре впускным каналам в головке придают специальную винтовую или тангенциальную форму, в них устанавливают дополнительные направляющие пластины или заслонки. При этом сопротивление каналов несколько возрастает.