Alternativa meccanica. Motore termico su un nuovo principio termodinamico riducendo il tipo "Compliano"
Effetto della temperatura sul motore combustione interna
Una maggiore quantità di energia termica viene rimossa dal motore al sistema di raffreddamento e viene eseguita con i gas di scarico. La dissipazione del calore del calore nel sistema di raffreddamento è necessaria per evitare che la combustione degli anelli del pistone, la combustione delle selle della valvola, la sfusa e la marmellata del pistone, screpolare le teste del cilindro, il verificarsi della detonazione, ecc. Per rimuovere Il calore all'atmosfera, parte della potenza del motore efficiente viene spesa sulla ventola e sull'azionamento dell'acqua. Pompa. Per aria condizionata L'alimentazione consumata sul ventilatore è superiore a causa della necessità di superare la grande resistenza aerodinamica creata dalle pinne di teste e cilindri.
Per ridurre le perdite, è importante scoprire quanto caldo è necessario entrare nel sistema di raffreddamento del motore e da che parte è possibile ridurre questo importo. Ricardo ha prestato molta attenzione a questo problema nella fase iniziale dello sviluppo del motore. Sul motore sperimentale a cilindro singolo con sistemi di raffreddamento separati per la testata del cilindro e per il cilindro, sono stati eseguiti esperimenti sulla misurazione della quantità di calore assegnato a questi sistemi. La quantità di calore viene misurata anche raffreddando le singole fasi del ciclo di lavoro.
Il tempo di combustione è molto piccolo, ma durante questo periodo, la pressione del gas aumenta in modo significativo e la temperatura raggiunge 2300-2500 ° C. Quando la combustione nel cilindro, i processi di movimento dei gas contribuiscono al trasferimento di calore nelle pareti del cilindro sono intensamente. Il calore salvato in questa fase del ciclo di lavoro può essere convertito in un utile lavoro durante la successiva corsa di espansione. Quando la combustione, circa il 6% dell'energia termica contenuta nel carburante viene persa a causa di pareti di trasferimento del calore della camera di combustione e del cilindro.
Durante l'espansione delle pareti del cilindro, viene trasmesso circa il 7% dell'energia termica del carburante. Quando si espande, il pistone si sposta da NTC in NMT e libera gradualmente la superficie crescente delle pareti del cilindro. Tuttavia, solo il 20% del calore risparmiato anche con espansione prolungata durante il tempo, può essere convertita in un lavoro utile.
Circa la metà del calore, assegnata al sistema di raffreddamento, cade sul tatto di rilascio. I gas spessi escono dal cilindro ad alta velocità e hanno una temperatura elevata. Alcuni dei loro calore vengono scaricati nel sistema di raffreddamento attraverso la valvola di scarico e il canale di scarico della testata del cilindro. Direttamente dietro la valvola, il flusso di gas cambia la direzione di quasi 90 °, mentre i vortici si verificano, che intensifica il trasferimento di calore nelle pareti della presa.
I gas spesi devono essere rimossi dalla testa del cilindro con il modo più breve, poiché il calore si è trasferito in modo notevolmente caricando il sistema di raffreddamento e per la sua rimozione a aria Ambient Richiede l'uso di una parte della potenza efficiente del motore. Nel periodo di uscita del gas, circa il 15% del calore contenuto nel carburante è dato al sistema di raffreddamento. Il saldo termico del motore a benzina è indicato nella tabella. otto.
Tabella 8. L'equilibrio termico del motore a benzina
| Condividi nel saldo% | ||
| 32 | ||
| In fase della combustione | 6 | |
| Quando si espande | 7 | |
| Durante il rilascio | 15 | |
| Generale | 28 | 28 |
| 40 | ||
| TOTALE | 100 | |
Il motore diesel ha le condizioni per la rimozione del calore altro. A causa di una compressione più elevata, la temperatura dei gas all'uscita del cilindro è molto più bassa. Per questo motivo, la quantità di calore, assegnata durante il rilascio del rilascio, è inferiore e ammonta a circa il 25% del calore totale dato al sistema di raffreddamento.
La pressione e la temperatura dei gas durante la combustione nel diesel è superiore a quella del motore a benzina. Insieme ad alte velocità di rotazione dei gas nel cilindro, questi fattori contribuiscono ad un aumento della quantità di calore trasmesso dalle pareti della camera di combustione. Nel processo di combustione, questo valore è del 9% circa e con il corso di espansione - 6%. Durante il corso del rilascio nel sistema di raffreddamento, viene dato il 9% dell'energia contenuta nel carburante. Il saldo del calore del motore diesel è indicato nella tabella. nove.
Tabella 9. Equilibrio termico del diesel
| Componenti del saldo termico | Condividi nel saldo% | |
| Calore trasformato in un lavoro utile | 45 | |
| Il calore è impostato nel sistema di raffreddamento: | ||
| In fase della combustione | 8 | |
| Quando si espande | 6 | |
| Durante il rilascio | 9 | |
| Generale | 23 | 23 |
| Calore derivante dall'attrito del pistone | 2 | |
| Calore, assegnato con gas e radiazioni spesi | 30 | |
| TOTALE | 100 | |
Il calore derivante dall'attrito del pistone sulla parete del cilindro al motore a benzina è di circa l'1,5%, e il motore diesel è di circa il 2% del suo totale. Questo calore è anche assegnato al sistema di raffreddamento. Va notato che gli esempi presentati sono i risultati delle misurazioni effettuate sui motori a cilindri singoli di ricerca e non caratterizzano i motori per auto, e servono solo a dimostrare le differenze nei saldi termali del motore a benzina e del diesel.
Calore, assegnato al sistema di raffreddamento
Circa il 33% dell'energia termica è dato al sistema di raffreddamento, che è contenuto nel carburante utilizzato. Già all'alba, lo sviluppo dei motori a combustione interna ha iniziato a cercare i percorsi di trasformazione almeno parti del calore, assegnate al sistema di raffreddamento, nell'efficace potenza del motore. A quel tempo, un motore a vapore con un cilindro isolante termico è stato ampiamente utilizzato, e quindi, naturalmente, hanno cercato di applicare questo metodo di isolamento termico e per un motore a combustione interna. Esperimenti in questa direzione sono stati effettuati grandi specialisti, come ad esempio, R. Diesel. Tuttavia, i problemi significativi sono stati rivelati durante gli esperimenti.
Nella combustione interna utilizzata nei motori a combustione interna, la pressione del gas sul pistone e la forza di inerzia delle masse in movimento della traduzione preme il pistone fino al muro del cilindro, che ad alta velocità del pistone richiede una buona lubrificazione di questa prossima coppia. La temperatura dell'olio allo stesso tempo non deve superare i confini ammissibili, il che limita la temperatura della parete del cilindro. Per i moderni oli motore, la temperatura della parete del cilindro non deve essere superiore a 220 ° C, mentre la temperatura del gas nel cilindro durante la combustione e il progresso di espansione è molto più alto e il cilindro deve essere raffreddato per questo motivo.
Un altro problema è associato al mantenimento della temperatura normale della valvola di scarico. Resistenza in acciaio a gocce ad alta temperatura. Quando si utilizzano acciai speciali, la sua temperatura massima consentita può essere portata a 900 ° C come materiale della valvola di scarico.
La temperatura dei gas nel cilindro durante la combustione raggiunge 2500-2800 ° C. Se il calore trasmesso dalle pareti della camera di combustione e il cilindro non è stato scaricato, la loro temperatura supererebbe i valori validi per i materiali da cui queste parti sono state apportate. Molto dipende dalla velocità del gas vicino al muro. Nella camera di combustione, è quasi impossibile determinare questa velocità, poiché cambia tutto il ciclo di lavoro. Allo stesso modo, è difficile determinare la differenza di temperatura tra la parete del cilindro e l'aria. Quando ingresso e all'inizio della compressione, l'aria è più fredda delle pareti del cilindro e della camera di combustione, e quindi il calore viene trasmesso dalla parete dell'aria. A partire da una certa posizione del pistone con tatto di compressione, la temperatura dell'aria diventa più alta delle temperature delle pareti, e il flusso di calore cambia la direzione, cioè il calore viene trasmesso dall'aria delle pareti del cilindro. Il calcolo del trasferimento di calore in tali condizioni è un compito di grande complessità.
I taglienti cambiamenti nella temperatura dei gas nella camera di combustione colpiscono la temperatura delle pareti, che sulle pareti delle pareti e una profondità inferiore a 1,5-2 mm variano durante un ciclo, e più profondo - è impostato in alcuni valore medio Quando si calcola il trasferimento di calore, è questa temperatura media da prendere per la superficie esterna del muro del cilindro, con il quale il calore viene trasferito al liquido di raffreddamento.
La superficie della camera di combustione include non solo parti raffreddate con forza, ma anche il fondo del pistone, le lastre della valvola. Il trasferimento di calore nelle pareti della camera di combustione è inibito da uno strato di Nagar, e nelle pareti del cilindro - il film dell'olio. Le teste della valvola devono essere piatte, in modo che sotto l'influenza dei gas caldi c'era un'area minima. Quando viene aperta la valvola di ingresso, viene raffreddata dal flusso di una carica in entrata, mentre la valvola di scarico nel processo di funzionamento è fortemente riscaldata dai gas di scarico. L'asta di questa valvola è protetta dagli effetti dei gas caldi con una guida lunga, raggiungendo quasi il suo piatto.
Come già notato, la temperatura massima della valvola di scarico è limitata alla forza della temperatura del materiale da cui è fabbricato. Il calore dalla valvola viene scaricato principalmente attraverso la sua sella alla testa del cilindro raffreddato e in parte attraverso la guida, che deve anche essere raffreddata. Nelle valvole di laurea che lavorano in condizioni di temperatura gravi, la canna è fatta dallo cavo e parzialmente riempito con sodio. Quando la valvola viene riscaldata, il sodio è in uno stato liquido, e poiché non riempie l'intera cavità dell'asta, quando la valvola si muove, viene intensamente spostata in esso, riducendo così il calore dalla piastra della valvola alla sua guida e poi nel refrigerante.
La piastra della valvola di uscita ha la più piccola differenza di temperatura con gas nella camera di combustione e quindi, durante la combustione, viene trasmessa una quantità relativamente piccola di calore. Tuttavia, quando la valvola di scarico viene aperta dal trasferimento di calore dal flusso di gas di scarico alla piastra della valvola, è molto elevato, che determina la sua temperatura.
Motori Adiabaty.
Il motore AdiaBate non è raffreddato con il cilindro e la sua testa, quindi non ci sono perdite di calore dovute al raffreddamento. La compressione e l'espansione nel cilindro si verificano senza scambio di calore con le pareti, I.e., Adiabaticamente, simile al ciclo Carno. L'implementazione pratica di tale motore è associata alle seguenti difficoltà.
Affinché i flussi termici tra i gas e le pareti del cilindro, è necessaria l'uguaglianza in ogni momento della temperatura della temperatura della temperatura dei gas. Un cambiamento così rapido nella temperatura delle pareti durante il ciclo è quasi impossibile. Sarebbe possibile implementare vicino al ciclo adiabatico, se forniamo la temperatura delle pareti durante il ciclo nell'intervallo di 700-1200 ° C. Il materiale delle pareti dovrebbe mantenere le prestazioni in condizioni di tale temperatura, e, inoltre, l'isolamento termico delle pareti è necessario per eliminare il calore da loro.
È possibile garantire una temperatura così media delle pareti del cilindro solo nella parte superiore, che non è in contatto con la testa del pistone e dei suoi anelli e, pertanto, non richiede la lubrificazione. Allo stesso tempo, tuttavia, è impossibile garantire che i gas caldi non siano lavati con una parte lubrificata delle pareti del cilindro quando il pistone si sposta in NMT. Allo stesso tempo, è possibile assumere la creazione di un cilindro e un pistone che non necessitano di lubrificazione.
Ulteriori difficoltà sono associate alle valvole. La valvola di aspirazione è parzialmente raffreddata dall'assunzione d'aria quando l'ingresso. Questo raffreddamento avviene a causa di un aumento della temperatura dell'aria e, in definitiva, porta alla perdita di parte della potenza efficiente e dell'efficienza motoria. Il trasferimento di calore alla valvola durante la combustione può essere significativamente ridotto dall'isolamento termico della piastra della valvola.
Nella valvola di scarico, le condizioni di temperatura del lavoro sono molto più difficili. I gas caldi che emergono dal cilindro hanno al posto della transizione alla piastra della valvola nell'asta ad alta velocità e riscaldare la valvola fortemente. Pertanto, per ottenere l'effetto dell'adiabizzazione, l'isolamento termico è richiesto non solo la piastra della valvola, ma anche la sua asta, la rimozione del calore da cui viene eseguita con il raffreddamento del suo sedile e della guida. Inoltre, l'intero canale di uscita nella testina del cilindro deve essere isolata termicamente in modo che il calore dei gas di scarico che emerge dal cilindro viene trasmesso attraverso le sue pareti.
Come già accennato, un'aria relativamente fredda viene riscaldata prima dalla compressione del cilindro prima dalle pareti calde del cilindro. Successivamente, nel processo di compressione, la temperatura dell'aria aumenta, la direzione del flusso di calore cambia al contrario, e il calore dei gas riscaldato viene trasmesso dalle pareti del cilindro. Alla fine della compressione adiabatica si ottiene maggiori rispetto alla compressione in dal solito motore Il valore della temperatura del gas, ma consuma più energia.
Meno energia viene spesa quando l'aria viene raffreddata quando è necessaria la compressione, poiché è necessaria una minore quantità di operazione per comprimere meno del raffreddamento dell'aria. Pertanto, il raffreddamento del cilindro nella compressione migliora l'efficienza meccanica del motore. Durante il corso dell'espansione, al contrario, è consigliabile riscaldare il cilindro o portare il calore alla carica all'inizio di questo tatto. Le due di queste condizioni sono reciprocamente esclusive e non possono essere implementate simultaneamente.
Il raffreddamento dell'aria nella compressione può essere eseguito in motori a combustione indoor con supervisione, alimentazione dell'aria dopo la sua compressione nel compressore nel radiatore di raffreddamento intermedio.
Il calore del calore in aria dalle pareti del cilindro all'inizio dell'espansione è possibile in misura limitata. Pareti di temperatura della camera di combustione del motore Adiabat
molto alto, che provoca il riscaldamento dell'aria che entra nel cilindro. Il coefficiente di riempimento, e, quindi, la potenza di tale motore sarà inferiore a quella del motore con raffreddamento forzato. Questo svantaggio viene eliminato dalla turbocompressione che utilizza l'energia dei gas di scarico; Parte di questa energia può essere trasmessa direttamente a albero motore Motore attraverso una turbina di potenza (motore turbocomposto).
Le pareti calde della camera di combustione del motore AdiaBate garantiscono l'accensione sul carburante, che predetermina l'uso di un processo di lavoro diesel in tale motore.
Con perfetto isolamento termico della camera di combustione e del cilindro, la temperatura delle pareti aumenterebbe per raggiungere a una profondità di circa 1,5 mm dalla superficie della temperatura media del ciclo, cioè. Sarebbe 800-1200 ° C. Tali condizioni di temperatura determinano requisiti elevati per i materiali del cilindro e delle parti che formano la camera di combustione che dovrebbe essere alimentata dal calore e dispone di proprietà di isolamento termico.
Il cilindro del motore, come già notato, dovrebbe essere lubrificato. Gli oli convenzionali sono utilizzati a una temperatura di 220 ° C, con un superamento di cui c'è un pericolo di bruciore e perdita di elasticità degli anelli del pistone. Se la testa del cilindro è realizzata in lega di alluminio, la forza di tale testa viene rapidamente ridotta da una temperatura di 250-300 ° C. La temperatura di riscaldamento ammissibile della valvola di scarico è 900-1000 ° C. Questi valori delle temperature massime ammissibili devono essere guidati creando un motore adiabatico.
Il più grande successo nello sviluppo dei motori Adiabate è stato raggiunto da Kammins (USA). Il diagramma del motore AdiaBate sviluppato da questa azienda è rappresentato in FIG. 75, dove viene visualizzato il cilindro isolante termico, il pistone e il canale di scarico della testata del cilindro. La temperatura dei gas di scarico nel tubo di scarico isolato a caldo è di 816 ° C. La turbina attaccata al tubo di scarico è collegata con un albero motore attraverso un cambio a due stadi, dotato di uno spinner delle vibrazioni.
Un campione sperimentale del motore Adiabat è stato creato sulla base di un motore diesel a sei cilindri del tipo NH. Una sezione trasversale schematica di questo motore è mostrata in Fig. 76, e i suoi parametri sono mostrati di seguito:
Il numero di cilindri .............................................. . 6.
Diametro del cilindro, mm ...................................... 139.7
Mossa del pistone, mm .............................................. ... 152,4.
Frequenza di rotazione, min-1 .................................. 1900
Pressione massima nel cilindro, MPa ..... 13
Tipo di lubrificante ...............................
Pressione media efficiente, MPa ............... 1.3
Massa influenza aria / carburante ............... 27: 1
Temperatura dell'aria in entrata, ° C ................ 60
Risultati aspettati
Potenza, KW ............................................. 373
Frequenza di rotazione, min-1 .............................. 1900
Emissioni NOX + CHX ..................................... 6.7
Consumo di carburante specifico, G / (kWh) .......... 170
Vita di servizio, h ............................................ 250
Nel design del motore, i materiali in vetro ceramica con elevata resistenza al calore sono ampiamente utilizzati. Tuttavia, fino ad oggi, garantire un'elevata qualità e una durata lunga durata di parti da questi materiali non riusciti.
È stata prestata molta attenzione per creare un pistone composito mostrato in FIG. 77. Pistone della testa di ceramica 1 collegato alla sua base 2 bullone speciale 3 con rondella 4 . La temperatura massima nel mezzo della testa raggiunge i 930 ° C. Dalla base della testa è isolata termicamente con un pacchetto di pastiglie in acciaio sottile 6 con una forte superficie irregolare e ruvida. Ogni strato del pacchetto dovuto alla piccola superficie del contatto ha una grande resistenza termica. L'espansione termica del bullone è compensata da Auto Springs 5.
Distillare il calore nell'aria e il suo regolamento
La rimozione del calore del sistema di raffreddamento causa non solo la perdita dell'energia termica, che potrebbe essere implementata per funzionare, ma anche perdite dirette di parte della potenza del motore efficiente, grazie alla ventilatore e alla pompa dell'acqua. La dissipazione del calore dalla superficie raffreddata S nel mezzo dell'aria dipende dalla differenza di temperatura tra questa superficie e aria t., così come sul coefficiente di rivestimento della superficie di raffreddamento nell'aria. Questo coefficiente non cambia significativamente indipendentemente dal fatto che il refrigerante del refrigerante sia formato dalle piastre del radiatore del raffreddamento del fluido o dai bordi delle parti del motore di raffreddamento dell'aria. Prima di tutto, considera i motori con sistemi di raffreddamento a liquido.
La quantità di aria di raffreddamento è la più piccola, più calore viene scaricato in un'unità del suo volume, cioè il più liquido refrigerante sarà riscaldato. Enge richiede una distribuzione uniforme dell'aria in tutta la superficie di raffreddamento e la differenza massima della temperatura tra esso e l'aria. Nel radiatore del sistema di raffreddamento del liquido, le condizioni vengono create in base al quale la superficie raffreddata ha un campo di temperatura quasi uniforme, e la temperatura dell'aria di raffreddamento, poiché si sposta attraverso il radiatore, aumenta gradualmente, raggiungendo il valore massimo all'output da esso La differenza di temperatura tra aria e la superficie raffreddata diminuisce gradualmente. A prima vista, sembra che sia preferibile un radiatore profondo, poiché è più riscaldato in esso, ma questa domanda dovrebbe essere considerata dalla posizione di energia.
Il coefficiente di superficie della superficie A è una dipendenza complessa da una serie di fattori, ma la velocità del flusso d'aria vicino alla superficie di raffreddamento è il maggiore effetto sulla sua grandezza. La relazione tra loro può essere rappresentata dalla relazione ~ 0,6-0,7.
Con un aumento della velocità dell'aria del 10%, la dissipazione del calore aumenta solo del 7%. La velocità del flusso d'aria è proporzionale al suo flusso attraverso il radiatore. Se il design del radiatore non cambia, quindi per aumentare la quantità di uscita termica, il 7% dovrebbe aumentare la velocità della ventola del 10%, poiché la quantità di aria scorreva direttamente dipende da esso. La pressione dell'aria in un'area permanente della sezione della ventola della ventola dipende dal secondo grado della sua velocità di rotazione e la potenza del ventilatore è proporzionale al terzo grado. Pertanto, con un aumento della velocità della ventola del 10%, la potenza dell'unità aumenta del 33%, che ha conseguenze negative che si manifestano nel deterioramento dell'efficienza meccanica del motore.
La dipendenza dall'aria più fredda dalla quantità di calore assicurata, nonché l'aumento della pressione dell'aria e la potenza del ventilatore è mostrata in FIG. 78. Dal punto di vista della riduzione dei costi energetici, questo nomogramma è molto utile. Se la superficie del parabrezza del radiatore è aumentata del 7%, l'area della sezione di flusso e la superficie del liquido di raffreddamento del radiatore aumenta proporzionalmente, e, di conseguenza, la quantità di aria di raffreddamento è sufficiente per aumentare lo stesso 7% a Prendi il 7% in più di calore, cioè come nell'esempio sopra descritto. Allo stesso tempo, il potere del fan sale solo del 22,5% invece del 33%. Se l'aria fluisce attraverso la ventola V. z Ingrandisci del 20% (punto e frecce 1 in fig. 78), quindi la quantità e il calore di Q, proporzionale V. Z.0,3 , aumenterà dell'11,5%. Modifica della portata dell'aria aumentando la frequenza di rotazione della ventola allo stesso 20% porta ad un aumento della pressione del flusso d'aria del 44% e la potenza dell'unità della ventola è del 72,8%. Per aumentare il dissipatore di calore del 20% allo stesso modo, un aumento del flusso d'aria del 35,5% (punto e frecce punteggiate dovrebbe essere aumentato 2 in fig. 78), il che comporta un aumento della pressione dell'aria dell'84% e la potenza del ventilatore è quasi 2,5 volte (del 149%). Pertanto, è più redditizio aumentare la superficie del parabrezza del radiatore rispetto allo stesso radiatore e ventola per aumentare la frequenza di rotazione di quest'ultimo.
Se il radiatore è diviso per la sua profondità a due parti uguali, quindi nella differenza di temperatura anteriore t.1 sarà più che nella parte posteriore t.2 , E, quindi, la parte anteriore del radiatore sarà raffreddata con aria più forte. Due radiatori ottenuti separando uno in due parti, in profondità avranno una resistenza più piccola al flusso del refrigerante. Pertanto, il radiatore troppo profondo non è redditizio per l'uso.
Il radiatore deve essere fatto di materiale con una buona conduttività termica e la sua resistenza agli flussi d'aria e fluidi dovrebbe essere piccolo. Anche la massa del radiatore e il volume del fluido deve essere piccolo, poiché è importante per il riscaldamento rapido del motore e accendere il sistema di riscaldamento in macchina. Per moderno vagoni passeggeri La parte anteriore bassa del corpo richiede radiatori a bassa altezza.
Per ridurre al minimo i costi energetici, è importante ottenere un'elevata efficienza della ventola, per la quale viene utilizzato un condotto dell'aria guida, avente un piccolo vuoto lungo il diametro esterno della girante del ventilatore. La girante del ventilatore è spesso realizzata in plastica, che garantisce la forma esatta del profilo delle lame, la loro superficie liscia e il basso rumore. A velocità elevate, tali lame sono deformate, riducendo così il flusso d'aria, che è molto consigliabile.
L'elevata temperatura del radiatore aumenta la sua efficienza. Pertanto, vengono utilizzati radiatori sigillati, una pressione eccessiva in cui aumenta il punto di ebollizione del refrigerante e, quindi, la temperatura dell'intera matrice del radiatore, che può essere più piccola e più semplice.
Per il motore di raffreddamento dell'aria, ci sono gli stessi schemi del motore di raffreddamento del liquido. La differenza è che i bordi del motore di raffreddamento ad aria sono superiori alla matrice del radiatore, pertanto, è necessaria una quantità inferiore di aria di raffreddamento per rimuovere la stessa quantità di calore durante il raffreddamento dell'aria. Questo vantaggio è di grande importanza durante il funzionamento delle auto in un clima caldo. Nella scheda. 10 mostra le modalità di funzionamento dei motori di raffreddamento del liquido e dell'aria quando la temperatura ambiente cambia da 0 a 50 ° C. Per il motore di raffreddamento del liquido, il grado di raffreddamento diminuisce del 45,5%, mentre il motore del raffreddamento dell'aria nelle stesse condizioni è solo del 27,8%. Per il motore di raffreddamento del liquido, questo significa un sistema di raffreddamento più ingombrante e più energetico. Per il motore di raffreddamento dell'aria, è sufficiente una piccola alterazione della ventola.
Tabella 10. Efficienza del raffreddamento del motore con sistemi di raffreddamento a liquido e aria a seconda della temperatura esterna
| Tipo di raffreddamento, ° С с | Liquido | Aria |
| Temperatura superficiale di raffreddamento | 110 | 180 |
| 0 | 0 | |
| Differenza di temperatura | 110 | 180 |
| Temperatura dell'aria di raffreddamento | 50 | 50 |
| Differenza di temperatura | 60 | 130 |
| Il deterioramento della modalità ad una temperatura di 50 ° C rispetto a 0 ° C,% | 45,5 | 27,5 |
La regolazione del raffreddamento offre maggiori risparmi energetici. Il raffreddamento può essere regolato in modo che sia soddisfacente al carico massimo del motore e alla massima temperatura dell'aria. Ma a una temperatura ambiente inferiore e al carico del motore parziale, tale raffreddamento, naturalmente, è ridondante e ridurre l'usura e l'efficienza del motore meccanica, è necessario regolare il raffreddamento. Nei motori di raffreddamento a liquido, questo è solitamente realizzato dal flusso di liquido per la limitazione attraverso il radiatore. In questo caso, il ventilatore consumato non cambia, e da un punto di vista energetico, tale regolamento non porta alcun beneficio. Ad esempio, per il raffreddamento del motore con una potenza di 50 kW ad una temperatura di 30 ° C, è consumata 2,5 kW, e ad una temperatura di 0 ° C e il carico del motore del 50% avrebbe solo bisogno di 0,23 kW. A condizione che la quantità richiesta di aria di raffreddamento sia proporzionale alla differenza di temperatura tra la superficie del radiatore e dell'aria, con un carico del motore del 50% per il suo raffreddamento, la metà del flusso di aria, anche la frequenza di rotazione della ventola regolabile è sufficiente. Risparmio energetico e, pertanto, il consumo di carburante con tale regolamento può essere piuttosto significativo.
Pertanto, il regolamento di raffreddamento è attualmente pagato per un'attenzione particolare. La regolazione più conveniente è quella di modificare la velocità della ventola, ma per la sua implementazione, è necessario disporre di un'unità regolabile.
Spegnere l'unità della ventola persegue lo stesso obiettivo in quanto la modifica della velocità di rotazione. Per fare ciò, è conveniente utilizzare un accoppiamento elettromagnetico, incluso un termostato a seconda della temperatura del fluido (o della testata del cilindro). Se l'accoppiamento è acceso con un termostato, il regolamento viene eseguito non solo a seconda della temperatura ambiente, ma anche dal carico del motore, che è molto efficace.
Spegnendo la ventola con accoppiamento viscoso prodotto in diversi modi. Ad esempio, considera l'accoppiamento viscoso della società "Holts" (USA).
Con il modo più semplice, viene utilizzato il limite della coppia trasmessa. Poiché con la crescente velocità di rotazione, il momento richiesto di ruotare il ventilatore aumenta, aumenta anche la frizione della frizione viscosa e con un po 'di valore della ventola consumata, la sua velocità di rotazione non è più aumentata (Fig. 79). La frequenza di rotazione della ventola con un'unità di cliniera non regolamentata dall'albero motore del motore aumenta in proporzione alla velocità del motore (curva B), mentre nel caso di un'unità ventilatore attraverso una frizione viscosa la frequenza è in crescita solo al valore h.v.
\u003d 2500 min-1 (curva di rotazione MAunità non regolata, cresce in proporzione al terzo ).
L'accensione consumata dalla ventola con il grado di frequenza di rotazione e sulla modalità di alimentazione massima è di 8,8 kW. La ventola guidata attraverso la viscosità del disordine aumenta, come notato, fino a 2500 min-1, e, la frequenza richiesta sulla potenza del ventilatore è di 2 kW. Dal momento che 1 KW è inoltre dissipato nella frizione viscosa con un frizione del 50% in calore, il risparmio energetico totale sul ventilatore è ridotto dal consumo di carburante. Tale regolamento di raffreddamento è di 5,8 kW, tuttavia, può essere considerato una separazione soddisfacente dell'aria non cresce direttamente proporzionale alla frequenza, poiché la rotazione del motore del motore del motore rimane la crescita della pressione ad alta velocità, in aggiunta, con un aumento dell'aria raffreddata ad aria.
Un altro tipo di accoppiamento viscoso della società "Holts" fornisce il controllo della modalità termica del motore in aggiunta e sulla temperatura ambiente (Fig. 80). Dal prese in considerazione, questa frizione differisce in quanto il volume del fluido in esso, la coppia di trasmissione dipende dalla temperatura esterna. L'accoppiamento Carter è diviso da una partizione 5 (vedi figura 81) sulla camera della fotocamera 1 e una camera del volume di backup 2 interconnesse dalla valvola 3. La valvola è controllata da un termostato bimetallico 4 a seconda della temperatura dell'aria. A Snap 6, premuto sul disco a molla, serve a ripristinare il fluido dal disco e accelerare il flusso di esso dalla fotocamera del disco al volume 2. Parte del fluido è costantemente nella fotocamera del disco di azionamento ed è in grado di trasmettere una piccola coppia alla ventola. A temperatura dell'aria di 40 ° C, ad esempio, la velocità massima della ventola è di 1300 min-1, e il consumo energetico non è superiore a 0,7 kW. Quando il motore viene riscaldato, il termostato bimetallico apre la valvola e parte del fluido entra nella camera del disco di azionamento. Poiché la portata della valvola aumenta nella telecamera del disco, la quantità di fluido aumenta e con la piena apertura del livello della valvola sia nella metà dello stesso. La variazione della coppia trasmessa e la frequenza di rotazione della ventola è mostrata da curve a 2 (vedere Fig. 80).
In questo caso, la frequenza massima di rotazione dell'haptalizzatore è di 3200 min-1, e il consumo energetico aumenta a 3,8 kW. L'apertura massima della valvola corrisponde alla temperatura ambiente di 65 ° C. Il controllo del raffreddamento del motore descritto può essere ridotto consumo di carburante nelle autovetture per 1 l / 100 km.
I motori potenti hanno ancora più avanzati sistemi di controllo del raffreddamento. Diesels "TATRA" Il ventilatore viene effettuato attraverso l'idromefluoron, il volume dell'olio in cui è regolato da un termostato a seconda delle temperature dei gas di scarico e dell'aria circostante. Le letture del sensore di temperatura nella pipeline di scarico dipendono principalmente dal carico del motore e, in misura minore, dalla sua velocità di rotazione. Il ritardo di questo sensore è molto piccolo, quindi la regolazione del raffreddamento con il suo aiuto è più completamente.
Il raffreddamento della frequenza della rotazione della ventola è effettuata relativamente facilmente nel motore a combustione interna di qualsiasi tipo; Questo riduce il rumore generale pubblicato dalla macchina.
Quando il motore è la parte anteriore del motore attraverso l'auto, l'unità meccanica della ventola provoca alcune difficoltà e quindi viene utilizzata più spesso la guida della ventola elettrica. In questo caso, il controllo del raffreddamento è molto semplificato. La ventola dell'unità elettrica non dovrebbe avere un elevato consumo energetico, quindi tendono a utilizzare l'effetto di raffreddamento della pressione dell'aria ad alta velocità quando la macchina si muove, poiché con un aumento del carico del motore, la velocità dell'autovettura e, quindi , la testa ad alta velocità dell'aria fluente sta crescendo. L'azionamento elettrico della ventola funziona solo per un breve periodo in caso di superamento degli ascensori prolungati o ad alta temperatura ambiente. Il consumo di aria di raffreddamento attraverso la ventola è controllato ruotando il motore elettrico utilizzando un termostato,
Se il radiatore si trova lontano dal motore, ad esempio, nel bus con il motore posteriore, la ventola di solito ha un'unità idraulica. La pompa idraulica azionamento del motore dal motore è fornita da un motore idraulico del pistone con una rondella oscillante. Tale unità è più complicata e il suo uso è appropriato in motori ad alta potenza.
EUsando il calore che ha funzionato con i gas spessi
I gas di scarico del motore contengono una quantità significativa di energia termica. Può essere usato, ad esempio, per il riscaldamento dell'auto. L'aria riscaldata dai gas di scarico nello scambiatore di calore del gas-aria del sistema di riscaldamento è pericoloso a causa della possibilità di estinguere o perdite dei suoi tubi. Pertanto, per il trasferimento di calore, l'olio o l'altro fluido non congelato, riscaldato dai gas spessi, viene utilizzato.
È ancora più opportuno utilizzare i gas di scarico per guidare la ventola del sistema di raffreddamento. Con grandi carichi del motore, i gas spessi hanno la massima temperatura, e il motore ha bisogno di un raffreddamento intensivo. Pertanto, l'uso di una turbina che funziona sui gas di scarico per guidare la ventola del sistema di raffreddamento è molto consigliabile e attualmente inizia ad essere utilizzata. Tale unità può regolare automaticamente il raffreddamento, anche se è piuttosto costoso.
Un raffreddamento espulsivo può essere considerato più accettabile dal punto di vista del costo. I gas spesi stanno succhiando dall'aria di raffreddamento dell'espulsore, che è mescolato con loro ed è assegnato all'atmosfera. Tale dispositivo è economico e affidabile, in quanto non ha parti mobili. Un esempio del sistema di raffreddamento di espulsione è mostrato in FIG. 82.
Il raffreddamento di espulsione è stato applicato con successo nelle auto da corsa "TATRA" e in alcune auto specializzate. Lo svantaggio del sistema è un alto livello di rumore, poiché i gas di scarico devono essere inseriti direttamente nell'espulsore e la posizione del silenziatore del rumore dopo che causa difficoltà.
Il modo principale per utilizzare l'energia del gas di scarico è la loro espansione nella turbina, che è più comunemente utilizzata per guidare un compressore centrifugo del motore Superiore. Può anche essere usato per altri scopi, ad esempio, per il ventilatore; Nei motori turbocompossi, è direttamente collegato all'albero motore del motore.
Nei motori che utilizzano l'idrogeno come combustibile, il calore dei gas di scarico, nonché il sistema di raffreddamento riservato, può essere utilizzato per riscaldare gli idridi, ottenendo così l'idrogeno contenuto in essi. Con questo metodo, questo calore è accumulato in idridi e con un nuovo rifornimento di serbatoi di idruro con idrogeno, può essere utilizzato per vari scopi per l'acqua di riscaldamento, il riscaldamento degli edifici, ecc.
L'energia dei gas di scarico è parzialmente utilizzata per migliorare la supervisione del motore utilizzando le fluttuazioni risultanti della loro pressione nella pipeline di uscita. L'uso di fluttuazioni della pressione è che dopo aver aperto la valvola nella tubazione, si verifica un'onda d'urto di pressione, con una velocità del suono, passando verso l'estremità aperta della tubazione, riflessa da esso e ritornando alla valvola sotto forma di vuoto onda. Durante lo stato aperto della valvola d'onda può passare attraverso la pipeline più volte. Allo stesso tempo, è importante che un'ondata di versamento, contribuendo alla pulizia del cilindro dal gas di scarico e spuntandolo con aria fresca ad esso alla fase di chiusura della valvola di scarico. Ogni ramificazione della tubazione crea ostacoli alle onde di pressione, pertanto le condizioni più favorevoli per l'uso delle oscillazioni della pressione vengono create nel caso di singoli condotte da ciascun cilindro, aventi lunghezze uguali sull'area dalla testa del cilindro prima di combinare la pipeline condivisa .
La velocità del suono non dipende dalla frequenza di rotazione del motore, quindi in tutta la gamma dei suoi cilindri favorevoli e sfavorevoli dal punto di vista del riempimento e della pulizia delle condizioni di funzionamento. Sulle curve del motore del motore NE e la sua pressione media efficace in PE, questo si manifesta sotto forma di "gobbe", che è chiaramente visibile in fig. 83, dove si raffigurano le caratteristiche della velocità esterna del motore della macchina da corsa Porsche. Le oscillazioni della pressione sono utilizzate anche nella pipeline di ingresso: l'arrivo dell'onda di pressione sulla valvola di ingresso, specialmente nella fase della sua chiusura, contribuisce alla spurga e alla pulizia della camera di combustione.
Se diversi cilindri del motore sono collegati alla pipeline di scarico totale, il loro numero non dovrebbe essere più di tre, e l'alternanza di lavoro è uniforme in modo che il rilascio di gas di scarico da un cilindro non blocchi e non influisce sul processo di rilascio da l'altro. In un motore a quattro cilindri di riga, due cilindri estremi sono solitamente combinati in un ramo comune e due cilindri medi a un altro. In un motore a sei cilindri di fila, questi rami sono formati secondo tre cilindri anteriori e tre cilindri posteriori. Ognuno dei rami ha un ingresso indipendente al silenziatore, o ad una certa distanza da esso, vengono combinati i rami e il loro contributo condiviso nel silenziatore è organizzato.
Motore turbocompresso
Con un turbocompressore, l'energia del gas di scarico viene utilizzata in una turbina che conduce un compressore centrifugo per l'alimentazione dell'aria al motore. La grande massa di aria che entra nel motore sotto pressione dal compressore contribuisce ad un aumento della potenza elettrica del motore e di ridurre il suo consumo specifico di carburante. La compressione dell'aria a due stadi e l'espansione dei gas di scarico effettuata nel motore turbocompresso consentono di ottenere un'efficienza del motore ad alta indicatore.
Se un compressore con unità meccanica dal motore viene utilizzato per la spinta, quindi solo la potenza del motore aumenta a causa della fornitura di aria più grande. Quando si salva il tatto di espansione solo nei cilindri del motore, i gas spesi si estendono da esso sotto alta pressione, e se non sono attualmente utilizzati, provoca un aumento del consumo specifico del carburante.
Il grado di superiorità dipende dallo scopo del motore. Con più elevate pressioni pressure, l'aria nel compressore è fortemente riscaldata e deve essere raffreddata all'input. Attualmente, i turbochards sono utilizzati principalmente nei motori diesel, l'aumento della capacità del 25-30% non richiede una grande pressione di aumento della grande pressione, e il raffreddamento del motore non causa difficoltà. Questo metodo per aumentare la potenza del motore diesel viene utilizzato più spesso.
Un aumento della quantità di aria che entra nell'aria consente di lavorare su miscele scarse, il che riduce l'output di CO e CHX. Poiché la potenza dei motori diesel è regolata dalla fornitura del carburante, e l'alimentazione dell'aria non è maltrattata, quindi con carichi parziali, vengono utilizzati miscele molto scarse, che aiutano a ridurre il consumo specifico del carburante. L'infiammazione della povera miscela in coloranti con Superiore non causa difficoltà, in quanto si verifica ad alta temperatura dell'aria. La spurgo della camera di combustione con l'aria nei diesel è consentita, poiché, a differenza del motore di alimentazione del carburante, non esiste un motore di iniezione del carburante.
Diesel con un grado superiore di compressione è solitamente in qualche modo ridotto per limitare la massima pressione nel cilindro. Una maggiore pressione e temperatura dell'aria alla fine del tatto di compressione riducono il ritardo di accensione e la durezza del motore diventa inferiore.
Diesel con turbocompressi, esistono alcuni problemi, se necessario, aumentare rapidamente la potenza del motore. Quando si preme il pedale di controllo, la fornitura di alimentazione dell'aria dovuta all'inerzia del turbocompressore ritardata dietro aumentando la fornitura di carburante, quindi al primo piano il motore funziona su una miscela ricca con un po 'di fumo aumentato e solo dopo un certo periodo di tempo la composizione della miscela raggiunge il valore desiderato. La durata di questo periodo dipende dal momento dell'inerzia del rotore del turbocompressore. Tentativo di ridurre l'inerzia del rotore al minimo con una diminuzione del diametro della turbina e girante del compressore comporta la necessità di aumentare la frequenza di rotazione del turbocompressore a 100.000 minuti. Tali turbocompressori hanno piccole dimensioni e massa, un esempio di uno di questi è mostrato in Fig. 84. per ottenere revini elevati TurboCompressore, utilizzare turbine centripetali. Il trasferimento di calore dall'alloggiamento della turbina al corpo del compressore deve essere minimo, quindi entrambi gli alloggiamenti sono ben isolati l'uno dall'altro. A seconda del numero di cilindri e dello schema per combinare le loro condotte di scarico, la turbina ha uno o due ingressi per gas di scarico. Diesel con riduzione a causa dello smaltimento dell'energia del gas di scarico consente di ottenere un consumo di carburante specifico molto basso. Richiamare che i saldi termici dei motori a combustione interna sono mostrati nella tabella. 1 e 2.
Per le autovetture, la mancanza di motore diesel è la sua grande massa. Pertanto, i nuovi motori diesel per le autovetture sono basati, principalmente sui motori a benzina ad alta velocità poiché l'uso di elevate velocità di rotazione consente di ridurre la massa di diesel ad un valore accettabile.
Il consumo di carburante nel diesel, specialmente quando si guida in città, nelle modalità di carichi parziali è notevolmente inferiore. L'ulteriore sviluppo di questi motori diesel è associato a turbocompresso, in cui si riduce il contenuto di componenti dannosi contenenti al carbonio nei gas di scarico, e il suo lavoro diventa più morbido. Un aumento di NOx a causa di temperature di combustione più elevate può essere ridotto dal riciclaggio dei gas di scarico. Il costo di un motore diesel è superiore alla benzina, tuttavia, con una mancanza di petrolio, il suo uso è più redditizio, in quanto può essere fuori dal petrolio! Ha rivendicato più carburante diesel rispetto a benzina ad alto ottano
Il turbocarico dei motori a benzina ha alcune caratteristiche delle temperature operative dei motori a benzina Raws sopra, fa richieste più elevate sul materiale della turbina, ma non è un fattore che limita l'uso della sovrapposizione. L'accensione di miscele molto povere di benzina con aria si verifica Con PROYEUM, POSE! WMU è necessario regolare i Coroller dell'aria in dotazione, che è particolarmente importante alle alte frequenze della battaglia, quando il compressore fornisce una grande quantità di aria. A differenza di un motore diesel in cui la regolazione del potere viene effettuata mediante una diminuzione della fornitura di carburante, nel motore a benzina, il metodo simile non è applicabile, poiché la composizione della miscela sarebbe così scarsa in queste modalità che l'accensione non sarebbe garantita . Pertanto, l'alimentazione dell'aria alle modalità della frequenza massima di rotazione del turbocompressore deve essere limitata. Ci sono diversi modi di tale limitazione. Il più comunemente usato dai gas di scarico attraverso un canale speciale oltre la turbina, riducendo così la frequenza di rotazione del turbocompressore e la quantità di aria fornita. Lo schema del presente regolamento è indicato in FIG. 85.
I gas di scarico dal motore sono inseriti nella pipeline di scarico 10, e poi attraverso la turbina 11 nel silenziatore del rumore del rilascio 12. A carico massimo e alta velocità del motore, la pressione nel canale di ingresso 7 trasmessa attraverso il canale 15 apre la valvola di inversione 13, attraverso il quale trascorse i gas sulla tubazione 14 iscriviti direttamente al silenziatore, aggirando la turbina. C'è una piccola quantità di gas di scarico nella turbina e l'alimentazione dell'aria al compressore 4 nel canale di aspirazione 6 diminuisce 6-8 volte. (La costruzione della valvola del cavo del gas di scarico è mostrata in Fig. 86.)
Il metodo considerato di regolazione dell'alimentazione dell'aria ha lo svantaggio che la riduzione della potenza del motore quando il pedale di controllo del motore viene rilasciato all'istante e dura, inoltre, più a lungo della frequenza della rotazione della turbina diminuisce. Quando si preme il pedale, la potenza richiesta viene raggiunta con un ritardo, la frequenza di rotazione del turbocompressore è aumentando lentamente anche dopo aver chiuso il canale di bypass. Tale ritardo è indesiderabile con un movimento vivace, se necessario, frenata rapida e la successiva rapida accelerazione dell'auto. Pertanto, viene utilizzato un diverso metodo di regolazione, vale a dire, utilizzare ulteriormente e un flusso d'aria attraverso il canale di bypass del compressore. 4.
L'aria entra nel motore attraverso il filtro dell'aria 1, la composizione della composizione della miscela 2 aziende "Bosch" (Germania) Tipo "K-Jetronics", Controllo degli iniettori di combustibile 9 (cfr. Ch. 13), quindi nel tubo di ingresso 5, quindi nel compressore 4 mettendo in canali di aspirazione e ugelli 6 -cinque. Con il rilascio rapido del pedale di controllo, il compressore ruota e per ridurre la pressione nel canale 6 valvola di bypass 5 Aspirapolvere nell'ugello di ingresso 8 si apre e la pressione dell'aria dal canale 6 attraverso la stessa valvola 5 è ripugnante di nuovo nella tubazione 3 davanti al compressore. L'allineamento della pressione avviene molto rapidamente, la frequenza di rotazione del turbocompressore non cade bruscamente. Quindi fare clic sul pedale della valvola di bypass 5 si chiude rapidamente e il compressore con un ritardo minore serve aria dell'aria sotto pressione nel motore. Questo metodo consente di ottenere la potenza del motore totale per la divisione secondo dopo aver fatto clic sul pedale di controllo.
Un buon esempio di un motore a benzina con Superior è il motore "Porsche 911" (Germania). Inizialmente, era un motore di raffreddamento ad aria a sei cilindri indeletato con un volume di lavoro di 2000 cm3, che aveva una potenza di 96 kW. In una forma di realizzazione con una sovrapposizione, il suo volume di lavoro è stato aumentato a 3000 cm3 e il potere è stato regolato a 220 kW in conformità con i requisiti per il livello di rumore e la presenza di sostanze nocive nei gas di scarico. La dimensione del motore non è aumentata. Quando si sviluppa il motore "911", è stata utilizzata un'ampia esperienza, accumulata quando si crea un modello di motori a guida a dodici cilindri "917", che già nel 1978 ha sviluppato la potenza di 810 kW ad una velocità di rotazione di 7800 min-1 e pressione pressuratrice di 140 kPa. Due turbocompressore sono stati installati sul motore, la sua coppia massima era di 1100 N · m, e la massa è di 285 kg. Nella modalità della potenza nominale del motore, l'alimentazione dell'aria di tubi per tubi ad una velocità di 90.000 min-1 era 0,55 kg / s a \u200b\u200buna temperatura dell'aria di 150-160 ° C. Alla massima potenza del motore, la temperatura dei gas di scarico ha raggiunto 1000-1100 ° C. L'accelerazione dell'auto da corsa dallo spazio fino a 100 km / h con questo motore è durata 2,3 s. Durante la creazione di questo motore da corsa, è stato sviluppato un perfetto sistema di turbocompressione, il che ha permesso di ottenere buoni veicoli di qualità dinamica. Lo stesso schema normativo è stato applicato anche nel motore "PORSCHE 911".
Con l'apertura completa della valvola a farfalla, la pressione massima pressurizzazione nel motore "Porsche 911" della valvola di inversione 13 (Vedi Fig. 85) Limitato 80 KPA. Questa pressione è già raggiunta ad una velocità di 3000 min-1, nella velocità del motore di 3000-5500 min-1, la pressione superiore è costantemente e la temperatura dell'aria dietro il compressore è di 125 ° C. Alla massima potenza del motore, il valore di spurgo raggiunge il 22% dei gas di scarico. La valvola di sicurezza installata nel canale di ingresso è regolata alla pressione di 110-140 kPa, e quando l'incidente della valvola della valvola di scarico, limitando in tal modo l'alimentazione del carburante, limitando così l'aumento incontrollato della potenza del motore. Alla massima potenza del motore, il compressore di alimentazione dell'aria è 0,24 kg / s. Il grado di compressione pari al motore non morto E \u003d 8.5, con l'introduzione del superiore è stato ridotto a 6,5. Inoltre, sono state utilizzate valvole di uscita con raffreddamento sodio, le fasi di distribuzione del gas sono state modificate e il sistema di raffreddamento è stato migliorato. Alla massima potenza del motore, la frequenza di rotazione del turbocompressore è di 90.000 min-1, mentre il potere della turbina raggiunge 26 kW. Le auto destinate alle esportazioni negli Stati Uniti devono soddisfare i requisiti per il contenuto di sostanze nocive nei gas di scarico, e pertanto fornito nelle auto USA "Porsche 911" sono inoltre dotate di due reattori termali, il sistema di alimentazione dell'aria secondaria da Gas per il loro post da conseguenza, nonché il sistema di riciclaggio dei gas di scarico. La potenza del motore Porsche 911 diminuisce a 195 kW.
In alcuni altri sistemi di turbocompressione, come il sistema Ars.la società svedese Saab, l'elettronica applicata per regolare la pressione. Il limite di pressione viene effettuato da una valvola che regola il flusso dei gas di scarico attraverso il canale di bypass dalla turbina. La valvola si apre nel verificarsi di un vuoto nella pipeline di ingresso, il cui valore è regolato dall'acceleratore il flusso d'aria tra la pipeline di ingresso e l'ingresso al compressore.
Regolazione dell'autorizzazione nella valvola di bypass L'acceleratore ha un'unità elettrica controllata da un dispositivo elettronico mediante segnali di sensori di pressione, detonazione e velocità di rotazione. Il sensore di detonazione è un elemento piezoelettrico sensibile installato nel blocco cilindro e rileva il verificarsi di detonazione. Al segnale di questo sensore, il vuoto è limitato nella camera di controllo della valvola di bypass.
Tale sistema di turbocompressione consente di fornire buone qualità dinamiche del veicolo necessarie, ad esempio, per un rapido sorpasso in condizioni di movimento intensivo. Per fare ciò, è possibile tradurre rapidamente il motore nella modalità con la massima pressione di pressione, come detonazione in un relativamente freddo, lavorando su un carico parziale, il motore non si verifica immediatamente. Dopo alcuni secondi, quando le temperature aumentano e la detonazione inizieranno ad apparire, il dispositivo di controllo ridurrà la pressione sul segnale del sensore di detonazione.
Il vantaggio di tale regolamento è che consente di utilizzare nel motore senza alcun cambiamento di carburante con diversi numeri di ottani. Quando si utilizza il carburante con un numero di ottano 91, il motore Saab con un tale sistema normativo può funzionare per un lungo periodo con una pressurizzazione fino a 70 kPa. Allo stesso tempo, il grado di compressione di questo motore, che utilizza lo strumento di iniezione della benzina "Bosch K-Jetretronics", è E \u003d 8.5. I successi ottenuti nella riduzione del consumo di carburante delle autovetture grazie all'uso di turbocompresso, contribuito al suo utilizzo nella moto da costruzione. Qui dovresti chiamare la società giapponese "Honda", che per la prima volta ha applicato il turbocarico in un motore a due cilindri del modello di raffreddamento del liquido "Sk.500 "per aumentare la sua potenza e ridurre il consumo di carburante. L'uso di turbocompressori nei motori con un piccolo volume di lavoro ha una serie di difficoltà associate alla necessità di ottenere le stesse pressioni di pressione, come in motori ad alta potenza, ma a basso flusso d'aria. La pressione di pressurizzazione dipende principalmente dalla velocità circonferenziale della ruota del compressore, e il diametro di questa ruota è determinato dalla fornitura dell'aria richiesta. Di conseguenza è necessario che il turbocompressore abbia un'alta velocità di rotazione a piccoli diametri delle ruote di lavoro. Il diametro della ruota del compressore in detto motore "Honda" con un volume di 500 cm3 è di 48,3 mm e ad una pressione di 0,13 MPa, il rotore del turbocompressore ruota con una frequenza di 180.000 min-1. La velocità massima consentita della rotazione di questo turbocompressore raggiunge il 240000 min-1.
Con crescente pressione del superiore superiore a 0,13 MPa, la valvola (figura 87) dei gas di scarico viene aperta, controllata mediante pressione della pressione nella camera, e parte dei gas di scarico, ignorando la turbina, viene inviato alla pipeline di scarico, che limita l'ulteriore aumento della velocità di rotazione del compressore. L'apertura della valvola di inversione avviene alla velocità del motore di circa 6500 min-1 e con ulteriori aumenti per aumentare la pressione della pressione non cresce più.
La quantità di iniettore di carburante iniettato necessario per ottenere la composizione richiesta della miscela è determinata dal dispositivo di elaborazione posto sopra ruota posteriore Moto, che elabora anche le informazioni sui sensori di temperatura dell'aria e del refrigerante in entrata, sensore di posizione dell'acceleratore, sensori di pressione dell'aria, sensore della velocità del motore.
Il vantaggio principale del motore con Superiore si manifesta nella riduzione del consumo di carburante aumentando il potere del motore. Motociclo "Honda. Sk.500 "Con un motore senza speranza consuma 4,8 l / 100 km, e la stessa moto dotata di un motore con un modello superiore" CX 500 7x è solo 4,28 L / 100 km. Moto di massa "Honda Sk.500 g "è 248 kg, che è superiore a 50 kg sopra la massa di motocicli di una classe simile con una capacità del motore 500-550 cm3 (ad esempio, moto" Kawasaki KZ.550 "ha una massa di 190 kg). Allo stesso tempo, tuttavia, le qualità dinamiche e la velocità massima della moto Honda CX 500 7 sono le stesse dei motocicli con il doppio del volume di lavoro grande. Il sistema dei freni è migliorato a causa della crescita delle qualità ad alta velocità di questa moto. Il motore "Honda CX 500 G" è progettato per velocità ancora più elevate e la sua frequenza massima di rotazione è di 9000 min-1.
Il decremento del consumo medio del carburante viene raggiunto anche dal fatto che quando la motocicletta si muove con una velocità media operativa, la pressione nella conduttura di ingresso è uguale a un atmosferico o anche in qualche modo più basso, cioè, l'uso del superiore è molto leggermente. Solo con l'apertura completa del gas e, di conseguenza, la crescita del numero e della temperatura dei gas di scarico aumenta la frequenza di rotazione del turbocompressore, la pressione del superiore e aumenta la potenza del motore. Un po 'di ritardo della potenza del motore aumenta con un'apertura acuta della valvola a farfalla, si verifica ed è associata al tempo necessario per l'overclocking del turbocompressore.
Schema generale di installazione di potenza di una moto "Honda CX 500 T "con turbocompressione mostrata in fig. 87. Le grandi fluttuazioni nella pressione dell'aria nella pipeline di ingresso del motore a due cilindri con un ordine non uniforme di funzionamento dei cilindri sono distribuite dalla fotocamera e dal ricevitore di smorzamento. Quando si avvia il motore, le valvole impediscono il flusso d'aria inverso causato dalla grande sovrapposizione delle fasi di distribuzione del gas. Il sistema di raffreddamento del liquido elimina la fornitura di aria calda ai piedi del conducente avente un luogo con raffreddamento ad aria. Soffiando il radiatore del sistema di raffreddamento viene effettuato da un ventilatore elettrico. Un breve condotto di scarico alla turbina riduce la perdita di peso dei gas di scarico e aiuta a ridurre il consumo di carburante. Velocità massima del motociclo 177 km / h.
Avanzato come "Compliano"
Un modo molto interessante per ridurre il "Compliano", sviluppato da Brown & Bovteri, Svizzera, è quello di utilizzare la pressione dei gas di scarico che agiscono direttamente sul flusso d'aria fornito al motore. Gli indicatori del motore ottenuti allo stesso tempo, come nel caso dell'uso del turbocompressore-sera, ma la turbina e il compressore centrifugo, per la produzione e il bilanciamento dei quali sono richiesti materiali speciali E le attrezzature ad alta precisione sono assenti.
Lo schema del sistema di supervisione del tipo "Compliano" è presentato in Fig. 88. La parte principale è un rotore della lama rotante nell'alloggiamento con la velocità di rotazione, tre volte il rotore del rotore dell'albero motore del motore è installato nel caso di cuscinetti rotolanti ed è guidato da un cuneo o cinturino. Il tipo di compressore "comando" non consuma non più del 2% del potere del motore. L'unità "Comprerelex" non è un compressore nel senso completo della parola, dal momento che il rotore ha solo canali paralleli all'asse di rotazione. In questi canali, l'aria che scorre nel motore è compressa dalla pressione dei gas di scarico. Le lacune finali del rotore garantiscono la distribuzione di gas di scarico e aria attraverso i canali del rotore. Al circuito esterno del rotore ci sono piastre radiali con piccoli spazi vuoti con la superficie interna dell'alloggiamento, in modo che i canali siano formati chiusi su entrambi i lati dai coperchi di fine.
Nel coperchio destro ci sono finestre e fornire gas di scarico dal motore all'unità dell'unità e gper rimuovere i gas di scarico dall'alloggiamento alla tubazione di scarico e quindi - nell'atmosfera nel coperchio sinistro ci sono finestre b.per fornire aria compressa nel motore e ai finestrini d.per la fornitura di aria fresca nell'alloggiamento dalla pipeline di ingresso e.Spostamento dei canali durante la rotazione del rotore li causa alternativamente con le condotte di scarico e di aspirazione del motore.
Quando si apre la finestra masi verifica un'onda d'urto di pressione, che, alla velocità del suono, si sposta su un'altra estremità della tubazione di scarico e manda simultaneamente i gas spessi nel canale del rotore, senza mescolarli con aria. Quando questa onda di pressione raggiunge l'altra estremità della tubazione di scarico, la finestra B e l'aria compressa aria nel canale del rotore verrà spinto da esso nella tubazione nelal motore. Tuttavia, anche prima che i gas di scarico in questo canale del rotore si avvicinino alla sua estremità sinistra, il sonno chiude la finestra mae poi la finestra b., E questo canale del rotore con i gas di scarico è sotto pressione da entrambi i lati sarà chiuso con le pareti finali del caso.
Nell'ulteriore rotazione del rotore, questo canale con gas flutter si adatta alla finestra g.nel tubo di laurea, il filo e i gas spesi arriveranno dal canale. Quando si sposta il canale passato di Windows g.lasciare i gas di scarico vengono espulsi attraverso Windows d.aria fresca, che, riempiendo l'intero canale, soffia e raffredda il rotore. Passando le finestre g.e d,il canale del rotore riempito con aria fresca è di nuovo chiusa su entrambi i lati dalle estremità dell'alloggiamento e, quindi, pronto per il ciclo successivo. Il ciclo descritto è molto semplificato rispetto a ciò che sta accadendo in realtà e viene eseguito solo nella gamma ristretta della frequenza di rotazione del motore. Qui la ragione del fatto che conosciuta negli ultimi 40 anni in questo modo non è applicata nelle auto. Negli ultimi 10 anni, le opere di Brown & Brovery, il completamento del "ComplN" è significativamente migliorato, in particolare, è stata introdotta una camera aggiuntiva nella copertura finale, fornendo una fornitura di aria affidabile in un'ampia gamma di velocità del motore, incluso ai suoi piccoli valori.
"Compliano" superiore è stato testato auto a trazione integrale Aumento della perdita della ditta austriaca "Steeher-Daimler-Pooh", su cui sono stati installati Diesels "Opel Record 2,3D" e Mercedes-Benz 200D.
Il vantaggio del metodo "Complart" in confronto con il turbocompressore è la mancanza di ritardare l'aumento della pressione della pressione dopo aver premuto il pedale di controllo. L'efficienza del sistema turbocompresso è determinata dall'energia di gas di scarico a seconda della loro temperatura. Se, ad esempio, con la potenza totale del motore, la temperatura del gas di scarico è di 400 ° C, quindi in inverno ci vogliono diversi minuti per raggiungerlo. Un vantaggio significativo del metodo Compliano consiste anche nell'ottenere una grande coppia del motore a basse frequenze di rotazione, il che consente di applicare un riduttore con un numero minimo di passaggi.
Il set rapido di potenza del motore mentre si preme il pedale di controllo è particolarmente desiderabile per macchine da corsa L'azienda italiana di Farrari sta vivendo un modo per ridurre il "Complan" sulle sue auto da corsa, poiché quando si utilizza un turbocompressore per una rapida risposta al motore alla posizione del pedale di controllo quando la macchina da corsa del turno è necessario utilizzare in precedenza sistema di regolamentazione complesso.
Durante il test di un sistema di qualità superiore "si ribelli" sui motori Shes-Ticillion delle auto da corsa "Ferrari" della classe F1.c'era una risposta del motore molto veloce per spostare il pedale del controllo
Per ottenere la pressione massima pressurizzazione su questi motori, è stato utilizzato un raffreddamento ad aria adeguato. Attraverso il rotore del complesso "Compliano" passa una quantità maggiore di aria rispetto al motore, poiché la porzione aerea viene utilizzata per raffreddare l'unità indurita. È molto vantaggioso per i motori da corsa, che e al lavoro iniziano quasi con flusso completo Aria attraverso un radiatore di raffreddamento intermedio. In queste condizioni, il motore con l'unità "Compliano" sarà al momento dell'inizio per essere nello stato della temperatura migliore per entrare piena potenza.
L'uso di un'unità di comprensione "Complan" invece di un turbocompressore riduce il rumore del motore, in quanto funziona a una velocità di rotazione inferiore. Alla fase iniziale dello sviluppo, la velocità del rotore era la ragione per l'aspetto del rumore della stessa frequenza del turbocompressore. Questo svantaggio è stato eliminato da una fase irregolari dei canali attorno alla circonferenza del rotore.
Quando si applica il sistema Comprerelex, il riciclaggio dei gas di scarico è significativamente semplificato, utilizzato per ridurre il contenuto in essi. Nox.Di solito il riciclaggio viene eseguito selezionando una parte dei gas di scarico dal tubo di scarico, il loro dosaggio, il raffreddamento e la fornitura del motore nella pipeline di aspirazione. Nel sistema di comando, questo schema può essere significativamente più facile, poiché la miscelazione di gas di scarico con un flusso di aria fresca e il loro raffreddamento si verifica direttamente nei canali del rotore.
Modi per aumentare l'efficienza meccanica del motore a combustione interna
L'efficienza meccanica riflette il rapporto tra l'indicatore e la potenza del motore efficiente. La differenza di questi valori è causata da perdite associate al trasferimento di forze di gas dal fondo del pistone al volano e con l'azionamento dell'apparecchiatura ausiliaria del motore. Tutte queste perdite devono sapere esattamente quando il compito è quello di migliorare l'efficienza del carburante del motore.
La parte più significativa delle perdite è causata da attrito nel cilindro, frizione più piccola in cuscinetti ben lubrificati e azionamento richiesto per l'hardware del motore. Le perdite associate all'assunzione dell'aria nel motore (perdite di pompa) sono molto importanti, poiché aumentano in proporzione al quadrato della frequenza di rotazione del motore.
La perdita di potenza richiesta per guidare le apparecchiature che fornisce il funzionamento del motore include l'alimentazione all'unità del meccanismo di distribuzione del gas, pompe per il gas, l'acqua e il carburante, la ventola del sistema di raffreddamento. Se raffreddato, la ventola di alimentazione dell'aria è un elemento del motore integrale durante la prova sul supporto, mentre nei motori di raffreddamento del liquido durante il test della ventola e il radiatore sono spesso assenti e l'acqua dal circuito di raffreddamento esterno viene utilizzato per il raffreddamento. Se il consumo energetico della ventola del motore del raffreddamento del liquido non viene preso in considerazione, ciò fornisce una notevole sovrastimazione delle sue premissioni economiche e potenti rispetto al motore di raffreddamento dell'aria.
Altre perdite di guida Attrezzature sono associate a un generatore, pneumocompressore, pompe idrauliche necessarie per l'illuminazione, garantendo strumenti, sistema di frenatura, sterzo per auto. Durante il test del motore sul supporto dei freni, è necessario determinare con precisione cosa considerare ulteriori apparecchiature e come caricarlo, in quanto è necessario per le caratteristiche di confronto oggettivo. motori diversi. In particolare, questo si riferisce al sistema di raffreddamento dell'olio, che, quando si sposta la macchina, viene raffreddato soffiando la padella dell'olio con aria, assente durante il test sul supporto del freno. Durante il test sul supporto del motore senza ventola, le condizioni di salto di condotte non sono riprodotte, il che causa un aumento delle temperature nel tubo di ingresso e porta a una diminuzione della grandezza del coefficiente di riempimento e della potenza del motore.
Il posizionamento del filtro dell'aria e la quantità di resistenza della pipeline di scarico deve essere conforme al motore nel veicolo in macchina. Queste importanti caratteristiche devono essere prese in considerazione al confronto delle caratteristiche di vari motori o di un motore destinato all'uso in varie condizioni, ad esempio, in un passeggero o in auto da carico, un trattore o per guidare un generatore fisso, un compressore, ecc.
Quando il carico del motore diminuisce, la sua efficienza meccanica si deteriora, poiché il valore assoluto della maggior parte delle perdite non dipende dal carico. Un esempio visivo è il funzionamento del motore senza un carico, cioè al minimo quando l'efficienza meccanica è zero e l'intera potenza dell'indicatore del motore viene spesa per superare le sue perdite. Quando il motore carica del 50% o inferiore, il consumo specifico del carburante rispetto al pieno carico aumenta significativamente, e quindi utilizzare per guidare un motore maggiore di quanto è richiesto, la potenza è completamente antieconomica.
L'efficienza del motore meccanica dipende dal tipo di olio utilizzato. Applicazione B. orario invernale L'aumento degli oli di viscosità porta ad un aumento del consumo di carburante. Il potere del motore ad altitudini elevate sopra le gocce del livello del mare a causa di una diminuzione della pressione dell'atmosfera, ma le sue perdite non sono praticamente modificate, come risultato della quale il consumo specifico del carburante aumenta allo stesso modo in cui si svolge a carico parziale del motore.
Perdite di attrito nel gruppo e cuscinetti del cilindrofono
Le maggiori perdite del motore sono causate dall'attrito del pistone nel cilindro. Le condizioni per lubrificare le pareti del cilindro sono molto insoddisfacenti. Lo strato di olio sul muro del cilindro quando la posizione del pistone in NMT è sotto l'azione dei gas di scarico caldi. Per ridurre il consumo di olio, l'anello a catena dell'olio rimuove parte di esso dalla parete del cilindro quando il pistone si sposta verso il NMT, tuttavia, lo strato di lubrificazione tra la gonna del pistone e il cilindro viene conservato.
Il più grande attrito provoca il primo anello di compressione. Quando il pistone si sposta sulla VMT, questo anello si basa sulla superficie inferiore della scanalatura del pistone e della pressione derivante dalla compressione, e quindi la combustione della miscela di lavoro, premela sulla parete del cilindro. Poiché il regime di lubrificazione dell'anello del pistone è meno favorevole a causa della presenza di attrito secco e ad alta temperatura, quindi le perdite di attrito qui sono la più alta. La modalità di lubrificazione del secondo anello di compressione è più favorevole, ma l'attrito rimane significativo. Pertanto, il numero di anelli del pistone influisce anche sull'entità della perdita di attrito del gruppo cilindrofono.
Un altro fattore sfavorevole è la pressatura del pistone vicino al NMT alla parete del cilindro della pressione dei gas e le forze di inerzia delle masse mobili alternative. Ad alta velocità motori auto Le forze inerziali hanno una maggiore quantità del gas. Pertanto, il carico più grande collegamento cuscinetti di collegamento nella VTC dell'orologio di uscita quando l'asta di collegamento è allungata da forze inerziali attaccate alle sue teste superiori e inferiori.
La forza che agisce lungo l'asta di collegamento è piegata sulle forze dirette lungo l'asse del cilindro e normalmente al suo muro.
I cuscinetti rotolanti nel motore usano proficuamente con grandi sforzi su di loro. È consigliabile, ad esempio, per posizionare "rocker della valvola sui cuscinetti dell'ago, come cuscinetti a rulli, i cuscinetti a rulli sono stati utilizzati anche come cuscinetti dei dita del pistone, soprattutto nei motori ad alta potenza a due tempi. Il pistone e il cuscinetto del dato del pistone del Il motore a due tempi nella maggior parte dei casi è caricato solo in una direzione, quindi il film olio richiesto non può essere formato nel cuscinetto scorrevole. Per una buona lubrificazione del cuscinetto scorrevole nella testa superiore della canna, lungo l'intera lunghezza della sua manica in Questo caso, le scanalature lubrificanti trasversali vengono eseguite a una tale distanza l'una dall'altra, in modo che i film dell'olio possano formare durante l'oscillazione in questo posto..
Per ottenere piccole perdite di attrito nel gruppo del cilindro-porzione, è necessario disporre di pistoni con peso yeb, un piccolo numero di anelli a pistone e uno strato protettivo su una gonna a pistone, proteggendo il pistone dal prepotente e in jamming.
Perdite nello scambio di gas
Per riempire il cilindro con aria, è necessario evitare cadute di pressione tra il cilindro e l'ambiente esterno. Il taglio del cilindro all'assunzione, operando nella direzione opposta al movimento del pistone, e la rotazione della frenatura dell'albero motore dipende dalle fasi della distribuzione del gas, il diametro della pipeline di ingresso, così come dalla forma del canale di ingresso, necessario, ad esempio, per creare aria nel cilindro. Il motore in questa parte del ciclo funge da pompa d'aria e parte dell'energia dell'indicatore del motore viene consumata sulla sua unità.
Per un buon riempimento del cilindro, è necessario che le perdite di pressione proporzionali al quadrato della frequenza di rotazione del motore quando si riempiono il ripieno. Una natura simile della dipendenza dalle velocità di rotazione ha anche perdite di attrito nel Gruppo cilindropional, e poiché questo tipo di perdite prevale tra gli altri, le perdite totali dipendono anche dal secondo grado di velocità del motore. Pertanto, l'efficienza meccanica con le crescenti gocce di velocità di rotazione e il consumo di carburante specifico è peggiore.
Alla massima potenza del motore, l'efficienza meccanica è di solito 0,75, e con un ulteriore aumento della velocità di rotazione, si verifica una rapida caduta di energia efficiente. A velocità massima e carichi parziali del motore, efficiente efficienza è minima.
Le perdite per lo scambio di gas includono i costi energetici associati a spurgare il carter dell'albero motore. I motori a quattro tempi a quadri singoli hanno le più grandi perdite, in cui l'aria viene assorbita nel carter per ogni pistone e viene ripetutamente spinto fuori. Grande volume di aria pompabile è anche motori a due cilindri con posizioni a forma di V e peposite di cilindri. Questo tipo di perdita può essere ridotto impostando la valvola di ritegno che crea pro capite nel carter. I tagli di Carter riducono anche le perdite di olio a causa di perdite. Nei motori multi-cilindri, che un pistone si muove verso il basso, e l'altro verso l'alto, il volume del gas nel carter non cambia, ma le sezioni vicine dei cilindri dovrebbero avere una buona con l'altra.
Perdite sull'attrezzatura del motore ausiliaria azionamento
Il valore delle perdite di equipaggiamento è spesso sottovalutato, sebbene abbiano un grande impatto sull'efficienza meccanica del motore. Perdite ben studiate sul meccanismo di azionamento della distribuzione del gas. Il lavoro speso quando la valvola è aperta è parzialmente rimborsabile quando la molla della valvola lo chiude e quindi mosse albero a camme. Perdite sull'unità della distribuzione del gas relativamente piccola e con la loro diminuzione, è possibile ottenere solo un piccolo risparmio di costi per le unità. A volte l'albero a camme è posizionato sui cuscinetti rotolanti, ma si applica solo ai motori delle auto da corsa.
Più attenzione dovrebbe essere pagata alla pompa dell'olio. Se la dimensione della pompa e il consumo di olio attraverso di esso è sovrastampato, la maggior parte dell'olio viene ripristinata attraverso una valvola di riduzione ad una grande pressione, ci sono perdite significative sull'unità della pompa dell'olio. Allo stesso tempo, è necessario avere riserve nel sistema lubrificante al fine di fornire una pressione sufficiente per la lubrificazione dei cuscinetti di scorrimento, incluso per usurarsi. In questo caso, la piccola scorta di pompa dell'olio porta a una diminuzione della pressione a basse frequenze di rotazione del motore e durante il funzionamento a lungo termine con pieno carico. La valvola di riduzione in queste condizioni dovrebbe essere chiusa e l'intera alimentazione dell'olio deve essere utilizzata per la lubrificazione. Sulla trasmissione pompa di benzina E il distributore di accensione è consumato da un piccolo potere. Inoltre, un po 'di energia consuma un generatore AC. Una parte significativa della potenza efficiente, vale a dire il 5-10%, viene spesa per il ventilatore e la pompa del sistema di raffreddamento richiesta per rimuovere il calore dal motore. Questo era già menzionato. Esistono alcuni modi per vedere, diversi modi per migliorare l'efficienza del motore meccanico.
Sull'azionamento della pompa del carburante e aprire gli ugelli, è possibile salvare una piccola quantità di energia. In una misura leggera, è possibile in Diesel.
Perdite sulla guida di attrezzature aggiuntive della macchina
L'auto è inoltre dotata di attrezzature che consumano parte della potenza del motore efficiente, e quindi riduce il resto della sua parte che si trova sulla macchina. In un'automobile passeggeri, tale attrezzatura è utilizzata in quantità limitate, per lo più questi sono vari amplificatori utilizzati per facilitare il controllo dell'auto, ad esempio lo sterzo, l'azionamento dell'adesione, l'unità del freno. Per un'installazione climatica di un'auto, è richiesta anche una certa energia, in particolare per il condizionatore d'aria condizionata. L'energia è necessaria anche per vari drive idraulicheAd esempio, sedili in movimento, apertura di finestre, tetti, ecc.
Nella macchina da carico, il volume di equipaggiamento aggiuntivo è molto di più. Solitamente utilizzato il sistema dei freni utilizzando una fonte separata di energia, scarponizzazione per scarponizzazione, dispositivi di auto-caricamento, un dispositivo per sollevare ruote di ricambio, ecc. scopo speciale Tali meccanismi sono applicati anche più ampi. Nel consumo totale del carburante, questi casi di consumo energetico devono essere presi in considerazione.
Il più importante di questi dispositivi è un compressore per creare una pressione dell'aria costante in un sistema frenante pneumatico. Il compressore funziona costantemente, riempiendo la rimozione dell'aria, parte dell'aria da cui attraverso una valvola di riduzione senza ulteriore uso immette l'atmosfera. Per sistema idraulico alta pressionemanutenzione equipaggiamento opzionaleCaratteristica principalmente perdita di valvole di riduzione. Di solito usano una valvola, che, dopo aver raggiunto la pressione di esercizio nell'idroaccumulatore, spegne l'ulteriore sottomissione ad essa fluido di lavoro e controlla la linea di bypass tra la pompa e il serbatoio.
Confronto delle perdite meccaniche in motori a benzina e diesel
Dati comparativi sulle perdite meccaniche misurate nelle stesse condizioni operative del motore a benzina con un grado di compressione E \u003d 6 e un motore diesel con un rapporto di compressione E \u003d 16 (Tabella 11, A).
Per un motore a benzina, inoltre, nella tabella. 11, usato anche un confronto di perdite meccaniche in carichi pieni e parziali.
Tabella 11.A. La pressione media di vari tipi di perdite meccaniche in benzina e motori diesel (1600 min - 1), MPA
| Tipo di perdita | Tipo del motore | |
| Benzina \u003d 6. | Diesel \u003d 16. | |
| 0,025 | 0,025 | |
| Drive dell'acqua, dell'olio e della pompa del carburante | 0,0072 | 0,0108 |
| Azionamento del meccanismo di distribuzione del gas | 0,0108 | 0,0108 |
| Perdite in cuscinetti indigeni e in ottone | 0,029 | 0,043 |
| 0,057 | 0,09 | |
| Perdite meccaniche, totale | 0,129 | 0,18 |
| Pressione media efficace | 0,933 | 0,846 |
| Efficienza meccanica,% | 87,8 | 82,5 |
Tabella 11.b. La pressione media di vari tipi di perdite meccaniche nel motore a benzina (1600 min-1, e \u003d 6) a vari carichi, MPa
| Tipo di perdita | ||
| 100 % | 30 % | |
| Perdite di pompa (perdite di scambio di gas) | 0,025 | 0,043 |
| Azionamento del meccanismo di distribuzione del gas e attrezzature ausiliarie | 0,0179 |
0,0179 |
| Perdite nel meccanismo di collegamento a manovella | 0,0287 | 0,0251 |
| Perdite nel gruppo di cilindrofono | 0,0574 | 0,05 |
| Perdite meccaniche, totale | 0,129 | 0,136 |
| Pressione media efficace | 0,933 | 0,280 |
| Efficienza meccanica,% | 87,8 | 67,3 |
Perdite comuni, come si possono vedere dal tavolo. 11, relativamente piccolo, dal momento che sono stati misurati a una bassa velocità di rotazione (1600 min-1). Con aumentare la velocità di rotazione, la perdita aumenta a causa dell'azione delle forze di inerzia di masse progressivamente in movimento, aumentando in proporzione al secondo grado di frequenza di rotazione, nonché la velocità relativa del cuscinetto, poiché l'attrito viscoso è anche proporzionale alla velocità quadrata. È interessante confrontare anche i diagrammi dell'indicatore nei cilindri dei due motori in esame (figura 89). La pressione nel cilindro diesel è in qualche modo superiore a quella del motore a benzina e la durata della sua azione è maggiore. Pertanto, i gas premette gli anelli alla parete del cilindro con maggiore forza e per un tempo più lungo, quindi, le perdite per l'attrito nel gruppo cilindrico di diesel di più. Le dimensioni maggiori rispetto al motore a benzina, in particolare il diametro del cuscinetto nel motore diesel, contribuiscono anche all'aumento delle perdite meccaniche.
L'attrito nei cuscinetti è causato dagli stress del taglio nel film petrolifero. Dipende linearmente dalle dimensioni delle superfici di attrito e in proporzione al quadrato della velocità del cambio. Un'essenza della viscosità del petrolio ha un effetto significativo sull'attrito e, in misura minore, lo spessore del film dell'olio nei cuscinetti. La pressione del gas nel cilindro quasi non influisce sulle perdite nei cuscinetti.
L'effetto del diametro del cilindro e del tratto del pistone sull'efficace efficienza del motore a combustione interna
In precedenza, si trattava di ridurre al minimo di perdita di calore per aumentare l'efficienza dell'indicatore del motore, e si diceva principalmente di ridurre il rapporto di superficie della camera di combustione al suo volume. Il volume della camera di combustione in una certa misura indica la quantità di calore introdotto. Il valore calorifico della carica in entrata nel motore a benzina è determinato dal ratio dell'aria e del carburante vicino allo stoiceiometrico. L'aria pulita viene fornita a diesel e la fornitura del carburante è limitata dal grado di combustione incompleta, in cui il fumo appare nei gas di scarico. Pertanto, il collegamento della quantità di calore inserito con il volume della camera di combustione è abbastanza ovvio
La più piccola relazione della superficie al volume specificata ha la sfera. Il calore nello spazio circostante è assegnato alla superficie, quindi la massa con la forma della palla viene raffreddata nel più piccolo. Queste relazioni ovvie sono prese in considerazione quando si progetta la camera di combustione, dovrebbe tuttavia tenere presente la somiglianza geometrica delle parti dei motori di diverse dimensioni. Come è noto, il volume della sfera è 4 / 3LR3 e la sua superficie è 4LR2, e quindi il volume con il diametro crescente aumenta più velocemente della superficie, e, pertanto, il settore del diametro maggiore avrà un rapporto superficiale più piccolo a il volume. Se le superfici della sfera di diversi diametri hanno le stesse differenze di temperatura e gli stessi coefficienti di trasferimento di calore A, quindi una grande sfera si raffrede lentamente.
I motori sono geometricamente simili quando hanno lo stesso design, ma differiscono per dimensioni. Se il primo motore ha un diametro del cilindro, ad esempio, uguale a uno, e il secondo motore lui è 2.una volta più grande, tutte le dimensioni lineari del secondo motore saranno 2 volte, la superficie è 4 volte, ei volumi sono 8 volte più di quello del primo motore. La completa somiglianza geometrica da raggiungere, tuttavia, non può, poiché le dimensioni, ad esempio, le candele e gli iniettori di carburante sono gli stessi in motori con diverse dimensioni del diametro del cilindro.
Dalla somiglianza geometrica, si può fare che il cilindro di dimensioni maggiori ha un rapporto superficiale più accettabile al volume, quindi le sue perdite termiche durante il raffreddamento della superficie nelle stesse condizioni saranno meno.
Quando si determinano il potere, è necessario, tuttavia, considera alcuni fattori limitanti. La potenza del motore dipende non solo dalla dimensione, cioè il volume dei cilindri del motore, ma anche sulla frequenza della sua rotazione, nonché la pressione media efficace. La velocità del motore è limitata al tasso medio massima del pistone, la massa e la perfezione della progettazione del meccanismo di collegamento a manovella. Le velocità massime del pistone medio dei motori a benzina si trovano entro 10-22 m / s. Nelle autovetture, il valore massimo della velocità del pistone medio raggiunge 15 m / s e i valori del valore della pressione media efficace a pieno carico sono vicini a 1 MPa.
Il volume operativo del motore e le sue dimensioni determinano non solo i fattori geometrici. Ad esempio, lo spessore della parete è dato dalla tecnologia, e non un carico su di loro. Il trasferimento di calore attraverso le pareti non dipende dal loro spessore, ma dalla conduttività termica del loro materiale, i coefficienti di trasferimento del calore della superficie delle pareti, la differenza di temperatura, ecc. Ecc. Alcune conclusioni riguardanti l'influenza delle dimensioni geometriche di cilindri, tuttavia, è necessario fare.
Vantaggi e svantaggi del cilindro con un grande volume di lavoro
Il cilindro del volume di lavoro più ampio ha una minima perdita relativa di calore nel muro. Questo è ben confermato da esempi di motori diesel stazionari con grandi volumi operativi di cilindri, che hanno costi di carburante specifici molto bassi. Per quanto riguarda le autovetture, questa posizione, tuttavia, non è sempre stata confermata.
L'analisi dell'equazione della potenza del motore mostra che la massima potenza del motore può essere raggiunta con una piccola quantità del colpo del pistone.
Il tasso medio del pistone può essere calcolato come
dove: Pistone simile a S, m; N è la velocità di rotazione, min-1.
Quando si limita la velocità media del pistone con la frequenza di rotazione P può essere superiore, più piccola è la mossa del pistone. L'equazione di potenza del motore a quattro tempi ha la forma
dove: VH - Volume motore, DM3; n è la velocità di rotazione, min-1; PE - Pressione media, MPa.
Di conseguenza, il potere del motore è direttamente proporzionale alla frequenza della sua rotazione e al volume di lavoro. Pertanto, i requisiti opposti sono contemporaneamente presentati al motore - un grande volume di lavoro del cilindro e una breve mossa. Una soluzione di compromesso consiste nell'applicare un numero maggiore di cilindri.
Il volume di lavoro più preferito di un cilindro del motore a benzina ad alta velocità è 300-500 cm3. Il motore con un piccolo numero di tali cilindri è scarsamente equilibrato, e con grandi perdite meccaniche significative e ha quindi aumentato il consumo di carburante specifico. Il motore a otto cilindri con un volume di lavoro di 3000 cm3 ha un consumo specifico più piccolo di carburante rispetto ai dodici cilindri con lo stesso volume di lavoro.
Per ottenere un piccolo consumo di carburante, è consigliabile utilizzare motori con un piccolo numero di cilindri. Tuttavia, il motore a cilindro singolo con un grande volume di lavoro non trova applicazioni nei veicoli, poiché la sua massa relativa è grande e il bilanciamento è possibile solo quando si utilizzano meccanismi speciali, che porta ad un ulteriore aumento della sua massa, dimensioni e costi. Inoltre, una grande non uniformità della coppia di un motore a cilindro singolo è inaccettabile per le trasmissioni dei veicoli.
Il numero più piccolo di cilindri al moderno motore automobilistico è due. Tali motori sono utilizzati con successo in auto di classe altamente piccole ("Citroen 2 cv", "Fiat 126"). Pile di vista dell'equilibrio, a seguito di un numero di utilizzo conveniente, un motore a quattro cilindri vale la pena utilizzare ai motori a tre cilindri al momento, e anche i motori a tre cilindri con una piccola capacità di lavoro dei cilindri vengono iniziati, poiché ti permettono di ottenere piccoli costi del carburante. Inoltre, un numero minore di cilindri semplifica e riduce gli accessori del motore, poiché il numero di candele, gli ugelli, le coppie di stantuffo della pompa del carburante ad alta pressione sono ridotte. Con una posizione trasversale in macchina, tale motore ha una lunghezza più piccola e non limita la rotazione delle ruote controllate.
Il motore a tre cilindri consente l'uso delle parti principali unificate con quattro cilindri: manicotto cilindro, kit pistone, set di biella, meccanismo valvola. La stessa soluzione è possibile per un motore a cinque cilindri, che consente, se necessario, un aumento della fila di potenza fino al motore a quattro cilindri di base per evitare la transizione a un sei cilindro più lungo.
I vantaggi dell'utilizzo di motori diesel con un grande volume di lavoro del cilindro è già stato indicato. Oltre a ridurre la perdita di calore durante la combustione, consente di ottenere una camera di combustione più compatta, in cui sono create temperature più elevate con gradi moderati di compressione entro il tempo dell'iniezione del carburante. Alla cilindro con un grande volume di lavoro, è possibile utilizzare ugelli con un gran numero di fori di ugello con meno sensibilità alla formazione di Nagara.
Il rapporto tra il colpo del pistone al diametro del cilindro
Privato di dividere la grandezza del colpo del pistone s dalle dimensioni del diametro del cilindro D.rappresenta un valore ampiamente utilizzato del rapporto S / D . Il punto di vista sulla grandezza del colpo del pistone durante lo sviluppo del motore è stato cambiato.
Nella fase iniziale del motore automobilistico, la cosiddetta formula fiscale stava operando, sulla base della quale il climax della tassa di alimentazione è stato calcolato tenendo conto del numero e del diametro D i suoi cilindri. La classificazione dei motori è stata anche effettuata in conformità con questa formula. Pertanto, è stata data la preferenza ai motori con una grande quantità di colpo del pistone al fine di aumentare il potere del motore nel quadro di questa categoria fiscale. Il potere del motore è cresciuto, ma l'aumento della velocità di rotazione era limitato alla velocità media del pistone ammissibile. Poiché il meccanismo della distribuzione del gas motore durante questo periodo non è stato progettato per un alto contenimento, il limite di velocità della velocità del pistone non ha contabilizzato.
Non appena la formula fiscale descritta è stata abolita, e la classificazione dei motori è stata effettuata in conformità con il volume di lavoro del cilindro, la mossa del pistone ha cominciato a diminuire bruscamente, il che ha permesso di aumentare la velocità di rotazione e, quindi , il potere del motore. Nei cilindri di diametro più grande, è stato possibile l'uso di valvole di grandi dimensioni. Pertanto, i motori corti-terrestri sono stati creati con un rapporto S / D raggiungendo 0,5. Il miglioramento del meccanismo di distribuzione del gas, in particolare quando si utilizzano quattro valvole nel cilindro, ha reso possibile portare la frequenza nominale di rotazione del motore a 10.000 min-1 o più, come risultato della quale la capacità specifica è aumentata rapidamente
Attualmente, una grande attenzione è rivolta alla diminuzione dell'interno del carburante condotto a tal fine, l'effetto dell'influenza S / D ha dimostrato che i motori allo spet-spet-short hanno un consumo di carburante specifico aumentato. Ciò è causato da una grande superficie della camera di combustione, nonché una riduzione dell'efficienza meccanica del motore a causa del valore relativamente grande delle masse adeguatamente in movimento della parte del set di pistoncie-pistone di collegamento e della crescita delle perdite Per gli azionamenti dell'apparecchiatura ausiliaria con un circuito molto corto dovrebbe essere allungato l'asta di collegamento in modo che la parte inferiore della gonna del pistone non sia raffinata con i contrappesi dell'albero motore. Il peso del pistone, con una diminuzione del suo ictus, è diminuito poco e quando si usano recessi e ritagli sulla gonna del pistone per ridurre le emissioni di sostanze tossiche nei gas di scarico, è più opportuno usare motori con una camera di combustione compatta e Con un colpo di pistone più lungo così attualmente dai motori ad alta velocità S / D rifiuti.
La dipendenza della pressione media efficace dalla relazione S / D i migliori motori da corsa in cui la diminuzione D è chiaramente visibile, con i bassi aspetti S / D, è mostrato in Fig. 90 Attualmente, il rapporto S / D è considerato più redditizio o in altre unità. Sebbene con un breve progresso del pistone, il rapporto tra la superficie del cilindro al suo volume di lavoro nella posizione del pistone in NMT è inferiore a quello dei motori a lungo termine, la zona inferiore del cilindro non è così importante per la rimozione di calore, dal momento che la temperatura dei gas diminuisce notevolmente
Il motore a punto lungo ha un rapporto più vantaggioso della superficie raffreddata al volume della camera di combustione nella posizione del pistone nel VMT, che è più importante, poiché durante questo periodo è il ciclo della temperatura del gas che determina la perdita di calore è più alta. Ridurre la superficie del trasferimento di calore in questa fase del processo di espansione riduce la perdita termica e migliora l'efficienza dell'indicatore del motore.
Altri modi per ridurre il consumo di carburante per motore
Il motore funziona con un minimo consumo di carburante solo in un'area specifica della sua caratteristica.
Quando si utilizza la macchina, la potenza del suo motore dovrebbe sempre essere posizionata sulla curva del consumo di carburante minimo. In un'automobile passeggeri, questa condizione è fattibile se si utilizza il riduttore a quattro e cinque velocità e meno la marcia, più dura è di eseguire questa condizione. Quando si sposta lungo la sezione orizzontale della strada, il motore non funziona in modalità ottimale anche quando la quarta trasmissione è accesa. Pertanto, per il caricamento ottimale del motore, è necessario accedere all'automobile con ingranaggio superiore fino a quando non viene raggiunta la velocità della velocità. Inoltre, è consigliabile tradurre il cambio in una posizione neutra, spegnere il motore e passare attraverso l'inerzia a una caduta di velocità, ad esempio, fino a 60 km / h, quindi accendere il motore e la trasmissione più alta nel scatola e quando il motore è ottimale quando il pedale di controllo del motore tocca nuovamente la velocità a 90 km / h
Tale guida un'auto a proposito "Acceleration-Roll". Questo modo di guidare è accettabile per le competizioni di efficienza, dal momento del motore o funziona in un settore economico caratteristico o disabilitato. Tuttavia, non è adatto per un vero sfruttamento dell'auto a movimento intensivo.
Questo esempio mostra uno dei modi per ridurre il consumo di carburante. Un altro modo per ridurre al minimo il consumo specifico del carburante è il limite di potenza del motore mantenendo la sua buona efficienza meccanica. L'effetto negativo del carico parziale sull'efficienza meccanica è già stato mostrato nella tabella. 11a. In particolare, dalla tabella. 11.BO È chiaro che con una diminuzione del carico del motore dal 100% al 30%, la percentuale di perdite meccaniche nel lavoro dell'indicatore aumenta dal 12% al 33% e l'efficienza meccanica diminuisce dall'88% al 67%. Il valore della potenza pari al 30% del massimo può essere ottenuto quando solo due cilindri del motore a quattro cilindri.
Spegnimento dei cilindri
Se si spegne più cilindri con un carico parziale del motore multi-cilindro, il resto funzionerà con un carico maggiore con la migliore efficienza. Quindi, quando si utilizza un motore a otto cilindri con un carico parziale, l'intero volume dell'aria può essere diretto solo da quattro cilindri, il loro carico aumenterà e l'efficienza del motore efficiente aumenterà. La superficie di raffreddamento delle camere di combustione in quattro cilindri è inferiore a otto, quindi la quantità di calore, il sistema di raffreddamento riservato è ridotto e il consumo di carburante può diminuire del 25%.
Per disabilitare i cilindri, viene solitamente utilizzato il controllo della valvola. Se entrambe le valvole sono chiuse, la miscela non entra nel cilindro e il gas che si trova costantemente in esso è compresso e si espande costantemente. Il lavoro trascorso allo stesso tempo sulla compressione del gas viene ri-rilasciato quando si espande in condizioni di una piccola rimozione di calore con le pareti del cilindro. L'efficienza meccanica e indicatrice in questo caso è migliorata rispetto a un motore a otto cilindri che funzionano su tutti i cilindri alla stessa potenza efficiente.
Questo metodo di spegnimento dei cilindri è molto conveniente, poiché il cilindro si spegne automaticamente quando il motore si sposta a carichi parziali ed è attivato quasi istantaneo quando viene premuto il pedale di controllo. Di conseguenza, il conducente in qualsiasi momento può utilizzare il potere completo del motore per completare il sorpasso o il sollevamento del superamento rapido. Durante la guida in città, il risparmio di carburante si manifesta particolarmente chiaro. Nei cilindri disattivati \u200b\u200bnon ci sono perdite di pompaggio e non forniscono aria alla pipeline di scarico. Durante la guida sotto la pendenza, i cilindri disattivati \u200b\u200bhanno una resistenza più piccola, la frenatura del motore è ridotta e l'auto nell'inerzia passa un modo più grande, come se ci sia un accoppiamento in esecuzione.
Lo spegnimento del cilindro del motore in topless con l'albero di distribuzione inferiore è comodamente effettuato con l'aiuto di uno scholars a bilanciere valvole mobile dall'elettromagnete. Quando l'elettromagnenet è spento, la valvola rimane chiusa, poiché il bilanciere ruota le camme dell'albero a camme attorno al punto del tatto con la fine della barra della valvola, e la fermata del pesce può muoversi liberamente.
In un motore a otto cilindri, due o quattro cilindri sono spenti in modo tale che l'alternanza di cilindri funzionanti possa essere uniforme. In un motore a sei cilindri, si spegne da uno a tre cilindri. Ora vengono anche eseguiti per testare i due cilindri del motore a quattro cilindri.
Tale disconnessione della valvola nel motore con la disposizione superiore dell'albero a camme è difficile, pertanto, vengono utilizzati altri modi per disabilitare i cilindri. Ad esempio, la metà dei cilindri del motore a sei cilindri BMW (FRG) è disattivato in modo che in tre cilindri, accensione e iniezione sono scollegati e i gas spessi di tre cilindri funzionanti vengono scaricati attraverso tre cilindri disconnessi e possono essere ulteriormente espansi. Questo processo viene effettuato mediante valvole nelle condotte in ingresso e scarico. Il vantaggio di questo metodo è che i cilindri coperti sono costantemente riscaldati dal passaggio dei gas di scarico.
Nel motore a V a otto cilindri "Porsche 928" con una disconnessione di cilindri ci sono due sezioni a forma di V quasi completamente separate a forma di V. Ognuno di essi è dotato di una pipeline di aspirazione indipendente, il meccanismo di distribuzione del gas non deve scollegare le unità della valvola. Uno dei motori è scollegato chiudendo l'acceleratore e fermando l'iniezione della benzina, ei test hanno dimostrato che le perdite di pompaggio saranno la più piccola con una piccola apertura dell'acceleratore. Le valvole a farfalla di entrambe le sezioni sono dotate di azionamenti indipendenti. La sezione disconnessa fornisce costantemente una piccola quantità di aria in un tubo di scarico comune, che viene utilizzato per il postburning dei gas di scarico nel reattore termico. Ciò elimina l'uso di una pompa speciale per l'alimentazione dell'aria secondaria.
Quando il motore a otto cilindri viene separato in due sezioni a quattro cilindri, una di esse è regolata in un grande momento a bassa velocità di rotazione ed è costantemente in funzione e la seconda potenza massima e si accende solo se necessario avere un potere vicino al massimo. Le sezioni del motore possono avere diverse fasi di distribuzione del gas e diversi tubi di ingresso.
Le caratteristiche multi-parametro del motore "Porsche 928" in funzione di otto (curve solide) e quattro cilindri (curve a barre) sono mostrate in FIG. 91. Le aree di miglioramento del consumo di carburante specifico grazie al viaggio dei quattro cilindri del motore sono ombreggiate. Ad esempio, ad una velocità di 2000 min-1 e coppia di 80 N · m, il consumo specifico del carburante durante il funzionamento di tutti gli otto cilindri del motore è 400 g / (kWh), mentre il motore con quattro cilindri disattivato sullo stesso Modalità È un po 'più di 350 g / (kWh).
Un risparmio ancora più prominente può essere ottenuto a veicoli a bassa velocità della macchina. La differenza nel consumo di carburante con movimento uniforme lungo la sezione orizzontale dell'autostrada è riportata in Fig. 92. Il motore con quattro cilindri di intercettazione (curva punteggiata) a una velocità di 40 km / h consumo di carburante diminuisce del 25%: da 8 a 6 L / 100 km.
Ma il risparmio di carburante nel motore può essere raggiunto non solo per spegnere i cilindri. Nei nuovi motori "PORSCHE" Modelli Torment("Motore porsche" termodinamicamente ottimizzato "PORSCHE") ha implementato tutti i modi possibili per aumentare l'efficienza dell'indicatore del tradizionale motore a benzina. Il rapporto di compressione è stato aumentato prima da 8,5 a 10, quindi, cambiando la forma del fondo del pistone, - a 12,5, mentre aumentando simultaneamente l'intensità della rotazione della carica nel cilindro quando il tatto di compressione. In questo modo, i motori "Porsche 924" e "Porsche 928" e Porsche 928 sono diminuiti del 6-12%. Il sistema di accensione elettronico utilizzato, impostando l'angolo di anticipo di accensione ottimale, a seconda della velocità e del carico del motore, aumenta l'efficienza del motore quando funziona su carichi parziali nelle condizioni di miscele della composizione scarsa, e elimina anche la detonazione sulle modalità di carico massime .
Spegnere il motore a fermare l'auto alle intersezioni porta anche il risparmio di carburante. Quando il motore è inattivo al minimo, la frequenza di rotazione è inferiore a 1000 min-1 e la temperatura del refrigerante di oltre 40 ° C dopo 3.5 con l'accensione è disattivata. Il motore viene nuovamente avviato solo dopo aver premuto il pedale di controllo. Ciò riduce il consumo di carburante del 25-35% e quindi i modelli "Porsche" dei motori a benzina Tormentin termini di risparmio di carburante può competere con i motori diesel.
Mercedhey-Benz ha anche tentato di ridurre il consumo di carburante in un motore a otto cilindri spegnendo i cilindri. Lo spegnimento è stato ottenuto utilizzando un dispositivo elettromagnetico che interrompe il legame rigido tra la camma e la valvola. Nelle condizioni di movimento in città, il consumo di carburante è diminuito del 32%.
Accensione plasmatica
Ridurre il consumo di carburante e il contenuto di sostanze nocive nei gas di scarico può utilizzare miscele scarse, ma la loro accensione della scintilla causa difficoltà. L'accensione garantita dallo scarico della scintilla avviene con un rapporto di massa di aria / combustibile non più di 17. Con composizioni più povere ci sono missioni di accensione, che porta ad un aumento del contenuto di sostanze nocive nei gas di scarico.
Quando si crea una carica stratificata in un cilindro, è possibile bruciare una miscela molto scarsa, a condizione che una miscela di composizione ricca sia formata nella candela di accensione. La miscela ricca è facilmente fiammarata, e la torcia della fiamma, gettata nel volume della camera di combustione, si infiammava lì, c'è una miscela povera.
NEL l'anno scorso Studi sono in corso per accendere i poveri con i metodi plasmatici e laser, in cui si formano diversi focolai di combustione nella camera di combustione, poiché l'accensione della miscela si verifica simultaneamente in diverse zone della camera. Di conseguenza, i problemi di detonazione scompaiono e il rapporto di compressione può essere aumentato anche con l'uso del carburante a basso consumo di carburante. È possibile accendere le cattive miscele con il rapporto aria / carburante raggiungendo 27.
Quando accensione plasmatica, l'ARC elettrico forma un'alta concentrazione di energia elettrica nella scintilla ionizzata del vuoto di un volume sufficientemente grande. Allo stesso tempo, le temperature si stanno sviluppando fino a 40.000 ° C, cioè sono create condizioni simili alla saldatura ad arco.
Implementare un metodo plasmatico di accensione in un motore a combustione interna, tuttavia, non è così semplice. La candela del plasma è mostrata in fig. 93. Sotto l'elettrodo centrale nell'isolatore di candele, è stata eseguita una piccola camera. In caso di scarica elettrica di una grande lunghezza tra l'elettrodo centrale e il corpo del gas, il gas nella camera viene riscaldato ad una temperatura molto elevata e, in espansione, si scopre attraverso il foro nel corpo della candela nel Camera di combustione. Una torcia al plasma è formata con una lunghezza di circa 6 mm, derivando così diversi focolai di fiamme che contribuiscono all'accensione e alla combustione della povera miscela.
Un altro tipo di sistema di accensione plasmatico utilizza una piccola pompa ad alta pressione, che fornisce aria agli elettrodi al momento della formazione di una scarica arc. Il volume dell'aria ionizzata è formata durante lo scarico tra gli elettrodi inserire la camera di combustione.
Questi metodi sono molto complessi e non si applicano nei motori automobilistici. Pertanto, è stato sviluppato un altro metodo, in cui la candela di accensione forma un arco elettrico permanente per un angolo di rotazione dell'albero motore a 30 °. In questo caso, è rilasciata fino a 20 mj energia, che è molto più grande che con la solita scarica della scintilla. È noto che se una quantità sufficiente di energia non è formata durante l'accensione della scintilla, la miscela non è accesa.
L'arco del plasma in combinazione con la rotazione della carica nella camera di combustione forma una grande superficie di accensione, poiché quando la forma e la dimensione dell'arco del plasma cambiano in larga misura. Insieme ad aumentare la durata del periodo di accensione, questo significa anche la presenza di energia altamente rilasciata per questo.
A differenza del sistema standard nel contorno secondario del sistema di accensione del plasma, vi è una tensione costante di 3000 V. Al momento dello scarico nella scintilla della candela, sorge una scintilla ordinaria. Allo stesso tempo, la resistenza agli elettrodi della candela è diminuita e la tensione costante di 3000 V forma un arco alla grigliato al momento della scarica. Per mantenere l'arco, c'è abbastanza tensione di circa 900 V.
Il sistema di accensione plasmatico differisce dal terminatore DC ad alta frequenza integrato standard (12 kHz) con una tensione di 12 V. La bobina di induzione aumenta la tensione fino a 3000 V, che è ulteriormente raddrizzata. Va indicato che il continuo scarico dell'arco sulla candela di accensione riduce significativamente la sua vita.
Quando accensione plasmatica, la fiamma si applica alla camera di combustione più veloce, quindi è richiesta la variazione appropriata nell'angolo di anticipo di accensione. Test del sistema di accensione del plasma di Ford Pinto (USA) con una capacità del motore di 2300 cm3 e la trasmissione automatica ha dato i risultati nella tabella. 12.
Tabella 12. Risultati del test del sistema di accensione del plasma in auto "Ford Pinto"
| Tipo di accensione Tipo. | Emissioni di tossicismo, G | Consumo di carburante, L / 100 km | |||
| Sn. | COSÌ | Nox. |
ciclo di prova urbano | test della strada ciclo |
|
| Standard | 0,172 | 3,48 | 1,12 | 15,35 | 11,41 |
| Plasma con regolazione ottimale dell'angolo di anticipo di accensione | 0,160 | 3,17 | 1,16 | 14,26 | 10,90 |
| Plasma con regolazione ottimale dell'angolo dell'iscrizione e composizione della miscela | 0,301 | 2,29 | 1,82 | 13,39 | 9,98 |
Quando accensione plasmatica, è possibile eseguire il controllo di alta qualità del motore a benzina, in cui la quantità di aria fornita rimane invariata e il controllo della potenza del motore viene eseguito solo regolando la quantità di carburante fornito. Quando il sistema di accensione del plasma viene utilizzato nel motore senza modificare il controllo dell'anticipo di accensione e della composizione della miscela, il consumo di carburante è diminuito dello 0,9%, quando si regola l'angolo di accensione - del 4,5%, e con una regolazione ottimale dell'angolo di accensione e la composizione della miscela - del 14% (vedi tabella 12). L'accensione plasmatica migliora il funzionamento del motore, specialmente con carichi parziali e il consumo di carburante può essere lo stesso di un motore diesel.
Ridurre la emissione di sostanze tossiche con gas di scarico
La crescita della motorizzazione porta con loro la necessità di misure di protezione ambientale. L'aria nelle città è sempre più contaminata da sostanze dannose per la salute umana, in particolare l'ossido di carbonio, idrocarburi incombusti, ossidi di azoto, composti di piombo, composti di zolfo, zolfo e così via. Quasi nei motori per auto.
Insieme alle sostanze tossiche durante il funzionamento delle auto, il loro rumore ha un effetto dannoso sulla popolazione. Recentemente, nelle città, il livello di rumore è aumentato annualmente da 1 dB, quindi è necessario non solo di sospendere il crescente livello di rumore, ma anche per raggiungere il suo declino. Gli effetti costanti del rumore causano malattie del nervo, riduce la capacità lavorativa delle persone, particolarmente impegnate in attività mentali. La motorizzazione porta il rumore in luoghi remoti in precedenza silenziosi. Ridurre il rumore creato da lavorazione del legno e macchine agricole, purtroppo, non sta ancora pagando la dovuta attenzione. La catena Benzaw crea rumore in una parte significativa della foresta, che causa cambiamenti nelle condizioni di vita degli animali e spesso la ragione della scomparsa delle loro specie individuali.
Molto spesso, tuttavia, provoca i reclami dell'inquinamento dell'atmosfera dai gas spessi delle auto.
Tabella 13. Emissione consentita di sostanze nocive con gas spessi di autovetture in base ai PC legislativi. California, USA
Con un movimento vivace, i gas spessi si accumulano sulla superficie del terreno e in presenza di radiazioni solari, specialmente nelle città industriali situate in male ventilate dai bacini, il cosiddetto potrebbe essere formato. L'atmosfera è inquinata a tal punto che il soggiorno in esso danneggia la salute. Il personale del servizio stradale in piedi su alcune intersezioni occupate, al fine di preservare la loro salute applicare maschere di ossigeno. Soprattutto dannoso è un monossido di carbonio relativamente pesante, penetrando i piani inferiori di edifici, garage e non più una volta causato a morte.
Le imprese legislative limitano il contenuto di sostanze nocive nei gas di scarico delle auto, e sono costantemente serrate (tabella 13).
Le prescrizioni portano auto di grande cura; Influenzano anche indirettamente l'efficienza del trasporto stradale.
Per la completa combustione del carburante, è possibile che un po 'di aria in eccesso possa fornire una buona miscelazione con il carburante IT. L'aria in eccesso richiesta dipende dal grado di combustibile di miscelazione con aria. Nei motori del carburatore, viene dato un tempo considerevole a questo processo, poiché il percorso del carburante dal dispositivo di miscelazione alla candela è abbastanza grande.
Un carburatore moderno consente vari tipi di miscele. La miscela più ricca è necessaria per l'inizio del freddo del motore, poiché una quota significativa del carburante condensa sulle pareti della pipeline di aspirazione e immediatamente nel cilindro non cade. Solo una piccola parte delle frazioni di combustibile leggera viene evaporato. Durante la guida del motore, è richiesta anche una miscela di una composizione ricca.
Quando la macchina si sposta, la composizione della miscela di carburante e dell'aria dovrebbe essere scarsa, il che garantirà una buona efficienza e un piccolo consumo di carburante specifico. Per ottenere la massima potenza del motore, è necessario disporre di una miscela ricca per utilizzare completamente l'intera massa dell'aria inserita nel cilindro. Per garantire una buona performance dinamica del motore con un'apertura rapida dell'acceleratore, è necessario inoltre sottoposti a una certa quantità di carburante nella pipeline di aspirazione, che compensa il carburante, che è regolato e condensato sulle pareti della pipeline come risultato di un aumento della pressione in esso.
Per una buona miscelazione del carburante con aria, è necessario creare una velocità dell'aria elevata e la sua rotazione. Se la sezione trasversale del diffusore del carburatore è costantemente, quindi a basse velocità del motore per una buona formazione di miscela, la velocità dell'aria in essa è piccola, e in alto - l'impedenza del diffusore porta a una diminuzione della massa dell'aria che entra nel aria. Questo svantaggio può essere eliminato utilizzando un carburatore con una sezione trasversale diffusore variabile o iniezione di carburante nella conduttura di ingresso.
Esistono diversi tipi di sistemi di iniezione di benzina nella pipeline di ingresso. Nei sistemi più utilizzati, il carburante viene alimentato attraverso un ugello separato per ciascun cilindro, raggiungendo così una distribuzione uniforme del carburante tra i cilindri, la sedimentazione e la condensazione del carburante sulle pareti fredde della pipeline di aspirazione viene eliminata. La quantità di carburante iniettata è più facile da avvicinarsi al motore desiderato ottimale al momento. La necessità di diffusore scompare, la perdita di energia dell'energia avviene durante il suo passaggio. Come esempio di tale sistema di alimentazione del carburante, può essere portato un sistema di iniezione di Bosch K-Jet in ferro frequentemente utilizzato, che già menzionato in precedenza a 9.5 quando si considerano motori con turbocomprensioni.
Il diagramma di questo sistema è presentato in FIG. 94. Ugello conico / in cui la dondolazione sulla leva si muove 2 la valvola 5 è progettata in modo che il sollevamento della valvola sia proporzionale al consumo di massa di aria. Finestra 5 per il passaggio del carburante aperto con una bobina 6 nel telaio del regolatore quando si sposta la leva sotto l'influenza del rimorchio dell'aria in entrata. Le modifiche necessarie nella composizione della miscela in conformità con le singole caratteristiche del motore sono raggiunte dalla forma di un ugello conico. La leva con la valvola è bilanciata dal contrappeso, la forza di inerzia durante le oscillazioni della macchina non influisce sulla valvola.
Il flusso d'aria che entra nel motore è regolato da farfalla 4. L'ammorbidimento delle oscillazioni della valvola, e con esso e con esso e la bobina derivante a basse frequenze della rotazione del motore dovuta alle pulsazioni della pressione dell'aria nella pipeline di aspirazione, si ottiene con le biciclette nel sistema di alimentazione. Per regolare la quantità di carburante fornita, la vite 7 viene anche servita come situata nella leva della valvola.
Tra la finestra 5 e ugello 8 valvola albero a camme posizionata 10, molle 13 e selle 12, abbassando la membrana //, pressione di iniezione costante in "ugello spray 0,33 MPa ad una pressione di 0,47 valvola MPa.
Carburante dal serbatoio 16 servito dalla pompa del carburante elettrico 15 attraverso il regolatore di pressione 18 e filtro del carburante 17 al fondo della camera 9 custodia del controller. La pressione del carburante permanente nel regolatore è supportata da una valvola di riduzione 14. Regolatore a membrana 18 progettato per mantenere la pressione del carburante mentre non funziona il motore. Ciò impedisce la formazione di ingorghi del traffico aereo e fornisce un buon lancio di un motore caldo. Il regolatore rallenta anche la crescita della pressione del carburante mentre si avvia il motore e estingue le sue oscillazioni nella tubazione.
Il motore freddo inizia a facilitare diversi dispositivi. Valvola di bypass 20, una molla bimetallica controllata si apre con un avviamento a freddo un'autostrada di scarico nel serbatoio del carburante, che riduce la pressione del carburante sull'estremità SHOVERS. Ciò viola l'equilibrio della leva e la stessa quantità di aria in entrata corrisponderà a una maggiore quantità di carburante iniettato. Un altro dispositivo è un ulteriore regolatore dell'aria 19, il diaframma del quale apre anche la molla bimetallica. L'aria aggiuntiva è necessaria per superare la maggiore resistenza dell'attrito del motore freddo. Il terzo dispositivo è un ugello del carburante 21 avvio a freddo guidato dal termostato 22 nella camicia dell'acqua, il motore che mantiene l'ugello è aperto fino a quando il motore di raffreddamento non raggiunge la temperatura specificata.
L'attrezzatura dell'elettronica del sistema di iniezione della benzina considerata è limitata al minimo. La pompa del combustibile elettrica con un motore a fermo è disattivato e, ad esempio, quando un incidente, il feed del carburante viene fermato, il che impedisce il fuoco in macchina. Nel motore non funzionante, la leva nella posizione inferiore preme l'interruttore situato sotto di esso, che interrompe la corrente fornita alla spirale di avviamento e riscaldamento del termostato. Il funzionamento dell'ugello di avvio a freddo dipende dalla temperatura del motore e dal suo tempo di lavoro.
Se più aria è in un cylinder dalla pipeline di aspirazione rispetto ad altre, la fornitura del carburante è determinata dalle condizioni operative del cilindro con una grande quantità di aria, cioè con una miscela scarsa in modo che sia assicurata un'accensione affidabile. I cilindri rimanenti funzioneranno con miscele arricchite, che è economicamente non redditizia e porta ad un aumento del contenuto di sostanze nocive.
In Dieselms, la formazione di miscelazione è più difficile, dal momento che è stato dato un tempo molto breve per mescolare carburante e aria. Il processo di accensione del carburante inizia con un leggero ritardo dopo l'inizio dell'iniezione del carburante nella camera di combustione. Nel processo di combustione, l'iniezione del carburante continua a continuare e in tali condizioni è impossibile raggiungere l'uso completo dell'aria.
Nei diesel, quindi, deve esserci un eccesso di aria e persino al fumo (che indica la combustione incompleta della miscela) nei gas di scarico c'è ossigeno inutilizzato. Questo è causato da scarsa agitazione di gocce di carburante con aria. Al centro della torcia del carburante c'è una mancanza d'aria, che conduce al fumo, anche se l'aria non utilizzata è nelle immediate vicinanze intorno alla torcia. Parzialmente circa questo è stato menzionato a 8.7.
Il vantaggio dei motori diesel è che l'accensione della miscela è garantita e con un grande eccesso di aria. Il non utilizzo dell'intero numero di cilindro dell'aria durante la combustione è la causa di una potenza del Dyel relativamente piccola per unità di peso e volume di lavoro, nonostante il suo alto grado di compressione.
La fusione più avanzata avviene nei motori diesel con camere di combustione separate, in cui una miscela ricca di bruciatura da una camera aggiuntiva entra nella camera di combustione principale piena di aria, mescolata bene con esso e ustioni. Per questo, è necessaria una minore quantità di sovra-aria che con l'iniezione diretta del carburante, tuttavia, la grande superficie di raffreddamento delle pareti conduce a una grande perdita di calore, che provoca un calo nell'efficienza dell'indicatore.
13.1. Formazione di monossido di carbonio e idrocarburi CHX
Quando si combina una miscela di composizione stechiometrica, il diossido di anidride carbonica innocuo e il vapore acqueo deve essere formato, e con una mancanza di aria dovuta al fatto che parte del combustibile del combustibile con incompletezza, è inoltre il monossido di carbonio tossico e idrocarburi incombenti snx.
Questi componenti ben dannosi dei gas di scarico possono essere catturati e neutralizzati. A tal fine, è necessario per un compressore speciale (figura 95) per servire aria fresca in un tale luogo della condotta di scarico, dove possono essere bruciati prodotti dannosi di combustione incompleta. A volte per questa aria viene servita direttamente sulla valvola di scarico calda.
Di norma, il reattore termico per la BURBURNING CO e SNX è posizionato immediatamente dietro il motore direttamente all'uscita dei gas di scarico. Gas di scarico M.completare il centro del reattore e vengono scaricati dalla sua periferia nella condotta di scarico V.La superficie esterna del reattore ha l'isolamento termico I.
Nella parte centrale più riscaldata del reattore, la camera di calore è posta, riscaldata dai gas parlando,
dove sono sopravvissuti i prodotti di combustione incompleta del carburante. Viene rilasciato il calore che supporta l'alta temperatura del reattore.
I componenti non modificati nei gas di scarico possono essere ossidati e senza combustione utilizzando un catalizzatore. Per fare ciò, è necessario aggiungere l'aria secondaria, che è necessaria per l'ossidazione, la reazione chimica al catalizzatore dovrebbe essere aggiunta ai gas spessi. Viene anche rilasciato il calore. Il catalizzatore di solito serve metalli rari e preziosi, quindi è molto costoso.
I catalizzatori possono essere applicati in qualsiasi tipo di motore, ma hanno una durata relativamente breve. Se il piombo è presente nel carburante, la superficie del catalizzatore viene rapidamente avvelenata e si tratta di rovinarsi. La preparazione della benzina ad alto ottano senza piombo anti-knock è un processo piuttosto complicato, in cui molti olio vengono consumati, che è economicamente poco pratico nella sua carenza. È chiaro che il carburante postburning nel reattore termico porta a perdite energetiche, sebbene il calore sia assegnato durante la combustione, che può essere smaltito. È per questo che è il motivo per cui è così organizzato il processo nel motore in modo che quando la combustione in esso, il carburante ha formato una quantità minima di sostanze nocive. Allo stesso tempo, va notato che per adempiere alle promettente prescrizioni legislative, l'uso dei catalizzatori sarà inevitabile.
Ossidante di azoto NOx.
Gli ossidi nocivi dell'azoto sono formati ad alta temperatura di combustione nelle condizioni della composizione stechiometrica della miscela. Ridurre l'emissione di composti di azoto è associato a determinate difficoltà, poiché le condizioni per la loro riduzione coincidono con le condizioni per la formazione di prodotti dannosi di combustione incompleta e viceversa. Allo stesso tempo, la temperatura di combustione può essere ridotta introducendo in una miscela di qualsiasi gas inerte o vapore acqueo.
A tale scopo, è consigliabile riciclare nei gas di scarico raffreddato con pipeline di aspirazione. Ridotto a causa di questa potenza richiede una miscela per arricchire, apertura più ampia della valvola a farfalla, che aumenta l'emissione complessiva di CO e CHX dannoso con gas di scarico.
Riciclaggio dei gas di scarico In combinazione con una diminuzione del grado di compressione, una variazione delle fasi di distribuzione del gas e la successiva accensione può ridurre il contenuto NOx dell'80%.
Gli ossidi di azoto vengono eliminati dai gas di scarico utilizzando anche metodi catalitici. In questo caso, i gas spessi sono passati per la prima volta attraverso il catalizzatore di rigenerazione in cui il contenuto NOx è ridotto e quindi insieme con l'aria aggiunta - attraverso il catalizzatore ossidante, dove CO e SNX vengono eliminati. Il diagramma di un tale sistema di due componenti è indicato in FIG. 96.
Per ridurre il contenuto di sostanze nocive nei gas di scarico, vengono utilizzate le cosiddette bande, che possono essere utilizzate anche in combinazione con un catalizzatore bicomponente. La particolarità del sistema con la-Zonda è che l'aria aggiunta per l'ossidazione non viene fornita al catalizzatore, ma la banda è costantemente monitorata dal contenuto di ossigeno nei gas di scarico e controlla la fornitura del carburante in modo che la composizione della miscela corrisponde sempre allo stotiche. In questo caso, CO, CHX e NOx saranno presenti nei gas di scarico in quantità minime.
Il principio dell'operazione è che è che nella gamma ristretta vicino alla composizione stechiometrica della miscela \u003d 1, la tensione tra la superficie interna e la superficie esterna della sonda cambia drammaticamente, che funge da impulso di controllo per un dispositivo che controlla il rifornimento di carburante. Elemento sensibile 1 la sonda è realizzata in biossido di zirconio e la sua superficie 2 coperto di strati di platino. La caratteristica di tensione di noi tra le superfici interne ed esterne dell'elemento di rilevamento è mostrata in FIG. 97.
Altre sostanze tossiche
Per aumentare il numero di ottano di carburante, vengono solitamente utilizzati gli anti-petronatori, ad esempio, tetraetilswin. In modo che i composti di piombo non siano sedati sulle pareti della camera di combustione e delle valvole, le cosiddette indurazioni sono usate, in particolare, in modo di inutilizzato.
Questi composti entrano nell'atmosfera con i gas di scarico e inquinano la vegetazione lungo le strade. Trovare cibo per il corpo umano, giunture di piombo Effetto dannoso sulla sua salute. La precipitazione del sovrano nei catalizzatori di gas di scarico è già stato menzionato. A questo proposito, un compito importante è rimuovere il cavo principale dalla benzina.
L'olio che penetra nella camera di combustione non brucia completamente, e il contenuto di CO e SNX aumenta nei gas di scarico. Per eliminare questo fenomeno, è necessaria un'elevata tenuta degli anelli del pistone e il mantenimento di una buona condizione tecnica del motore.
La combustione di una grande quantità di petrolio è particolarmente caratteristica dei motori a due tempi, che è aggiunta al carburante. Gli effetti negativi dell'uso delle miscele di benzo-olio sono parzialmente ammorbidenti dalla dispensazione dell'olio con una pompa speciale in base al carico del motore. Esistono difficoltà simili quando si utilizza il motore Vangue.
Gli effetti dannosi sulla salute umana sono anche un paio di benzina. Pertanto, la ventilazione del carter deve essere eseguita in modo tale che i gas e le coppie penetranti nel carter a causa della cattiva tenuta non sono andati nell'atmosfera. Perdita di vapore di benzina serbatoio di carburante È possibile prevenire l'adsorbimento e aspirare i vapori nel sistema di ingresso. La perdita di petrolio dal motore e dal riduttore, l'inquinamento dell'auto a causa di questi oli è inoltre proibito per preservare la purezza dell'ambiente.
Ridurre il flusso di olio da un punto di vista economico è importante quanto il risparmio di carburante, poiché gli oli sono molto più costosi del carburante. Il controllo e la manutenzione regolare riducono il consumo di olio dovuto ai guasti del motore. Le perdite dell'olio nel motore possono essere osservate, ad esempio, a causa della scarsa tenuta del coperchio della testata del cilindro. A causa della perdita di petrolio, il motore è inquinato, che è la causa del fuoco.
È perdita di olio non sicura e dovuto alla bassa tenuta della tenuta dell'albero motore. Il consumo di petrolio in questo caso aumenta significativamente, e l'auto lascia tracce sporche sulla strada.
L'inquinamento della macchina con l'olio è molto pericoloso e i punti dell'olio sotto il veicolo servono come motivo per il divieto del suo funzionamento.
L'olio che scorre attraverso il sigillo dell'albero motore può entrare nella frizione e farla scivolare. Tuttavia, altre conseguenze negative causano l'olio che entra nella camera di combustione. E sebbene il consumo di petrolio sia relativamente piccolo, ma la sua combustione incompleta aumenta l'emissione di componenti dannosi con gas di scarico. La combustione dell'olio si manifesta in un eccesso di barrette della macchina, che è in genere per motori a quattro tempi da due tempi, così come consumati significativamente indossati.
NEL motori a quattro tempi L'olio penetra nella camera di combustione attraverso fasce elasticheQuesto è particolarmente evidente con l'ampia usura del loro e cilindro. La causa principale della penetrazione del petrolio nella camera di combustione è costituita nell'organità del raccordo degli anelli di compressione al cerchio del cilindro. La retrazione dell'olio dalle pareti del cilindro viene eseguita attraverso le fessure del sovrapprezzo dell'olio e dei fori nella sua scanalatura.
Attraverso il divario tra l'asta e la valvola di aspirazione della guida, l'olio penetra facilmente nella conduttura in ingresso dove c'è un vuoto. Questo è particolarmente spesso osservato quando si utilizza oli a bassa viscosità. Prevenire il consumo di olio attraverso questo nodo può utilizzare la ghiandola di gomma all'estremità della guida della valvola.
I gas del carter del motore contenenti molte sostanze nocive sono solitamente scaricati da una pipeline speciale nel sistema di ingresso. Entrandolo nel cilindro, i gas dei carter bruciano insieme con il combustibile e la miscela d'aria.
Gli oli grumanti riducono le perdite di attrito, migliorano l'efficienza meccanica del motore e riducono il consumo di carburante. Tuttavia, non è consigliato utilizzare gli oli con una viscosità inferiore a quella prescritta dalle norme. Ciò può causare un aumento del consumo di petrolio e un grande usura del motore.
A causa della necessità di salvare l'olio, la raccolta e l'uso di olio speso stanno diventando problemi sempre più importanti. Dando rigenerando i vecchi oli, è possibile ottenere una quantità significativa di lubrificanti liquidi di alta qualità e allo stesso tempo impedire l'inquinamento ambientale, fermando gli oli di scarico ai flussi acquosi.
Determinazione della quantità ammissibile di sostanze nocive
L'eliminazione delle sostanze nocive dei gas di scarico è un compito piuttosto complicato. In grandi concentrazioni, questi componenti sono molto dannosi per la salute. Naturalmente, è impossibile cambiare immediatamente la posizione creata, specialmente rispetto al parcheggio azionato. Pertanto, le prescrizioni legislative per il controllo del contenuto di sostanze nocive nei gas di scarico sono progettate per prodotti nuove auto. Questi regolamenti miglioreranno gradualmente a prendere in considerazione nuovi risultati della scienza e della tecnologia.
La pulizia dei gas di scarico è associata ad un aumento del consumo di carburante di quasi il 10%, la potenza del motore ridotta e l'aumento del costo della macchina. Il costo della manutenzione dell'auto aumenta. I catalizzatori sono anche costosi, poiché i loro componenti sono costituiti da metalli rari. La durata di servizio deve essere progettata per 80.000 km di auto, ma ora non è stata ancora raggiunta. I catalizzatori attualmente utilizzati sono circa 40.000 km di corsa, e allo stesso tempo la benzina viene utilizzata senza impurità di piombo.
La situazione attuale stabilisce il dubbio sull'efficacia delle dure prescrizioni per il contenuto di impurità dannose, in quanto causa un aumento significativo del costo dell'auto e del suo funzionamento, e anche un aumento del consumo di petrolio.
L'adempimento di requisiti stretti proposti sulla prospettiva della prospettiva dei gas di scarico durante lo stato moderno di benzina e motori diesel non è ancora possibile. Pertanto, è consigliabile prestare attenzione al cambiamento radicale nella centrale elettrica dei veicoli meccanici.
Se il motore surriscaldato ...
La primavera porta sempre problemi ai proprietari di auto. Si presentano non solo di coloro che tenevano la macchina nel garage in tutto l'inverno, dopodiché una macchina a lungo recitazione presenta sorprese sotto forma di fallimenti di sistemi e aggregati. Ma anche quelli che vanno tutto l'anno. Alcuni difetti, "sognati" per il momento, si fanno sapere non appena il termometro sta passando costantemente nell'area di temperature positive. E una di queste pericolose sorprese è il surriscaldamento del motore.
Il surriscaldamento è in linea di principio possibile in qualsiasi momento dell'anno - sia in inverno che in estate. Ma, come spettacoli pratiche, il maggior numero di tali casi rappresenta la molla. Questo è semplicemente spiegato. In inverno, tutti i sistemi di auto, incluso il sistema di raffreddamento del motore, funzionano in condizioni molto difficili. Grandi differenze di temperatura - da "meno" di notte a lavoratori molto alti dopo un breve movimento - agiscono negativamente su molti aggregati e sistemi.
Come rilevare il surriscaldamento?
La risposta, sembra, è ovvio - guardare il puntatore della temperatura del refrigerante. In effetti, tutto è molto più difficile. Quando il movimento sulla strada è intenso, il conducente non si nota immediatamente che la freccia del puntatore si è allontanata verso la zona rossa della scala. Tuttavia, ci sono un certo numero di segni indiretti, sapendo che è possibile prendere il momento del surriscaldamento e senza guardare gli strumenti.
Quindi, se il surriscaldamento avviene a causa della piccola quantità di antigelo nel sistema di raffreddamento, il primo a cui risponderà al riscaldatore situato in un punto alto del sistema, - la calda antigelo non verrà più lì. Lo stesso si verificherà quando si bollerà antigelo, perché Inizia nel luogo più caldo - nella testa del blocco del cilindro alle pareti della camera di combustione, ei tappi a vapore risultanti bloccano il passaggio del liquido di raffreddamento al riscaldatore. Di conseguenza, l'alimentazione dell'aria calda alle fermate della cabina.
Il fatto che la temperatura nel sistema abbia raggiunto un valore critico e indica esattamente all'improvviso. Poiché la temperatura delle pareti della camera di combustione durante il surriscaldamento è significativamente superiore alla norma, ciò provoca sicuramente il verificarsi di bruciore anormali. Di conseguenza, il motore surriscaldato mentre si preme il pedale del gas ricordare il guasto di un caratteristico coltello da squillo.
Sfortunatamente, questi segni spesso possono rimanere inosservati: a temperatura dell'aria elevata, il riscaldatore è spento, e la detonazione, con un buon isolamento del rumore della cabina, non può semplicemente sentire. Quindi, con ulteriore movimento dell'auto con un motore surriscaldato, il potere inizierà a cadere, e un colpo apparirà, più forte e uniforme che durante la detonazione. L'espansione termica dei pistoni nel cilindro porterà ad un aumento della loro pressione sulle pareti e un aumento significativo delle forze di attrito. Se questa funzione non verrà visualizzata dal conducente, quindi con ulteriore funzionamento, il motore riceverà un danno solido e senza riparazioni gravi, purtroppo, non farlo.
Inoltre, si verifica il surriscaldamento
Guarda attentamente lo schema del sistema di raffreddamento. Quasi ogni elemento in determinate circostanze può essere un punto di partenza del surriscaldamento. E le sue cause di radice nella maggior parte dei casi sono: scarso raffreddamento di antigelo nel radiatore; Violazione del sigillo della camera di combustione; La quantità insufficiente di liquido di raffreddamento, nonché perdite nel sistema e, di conseguenza, è una pressione eccessiva in esso.
Il primo gruppo, oltre alla evidente contaminazione esterna del radiatore, polvere, fogliame di pioppo, fogliame, include un termostato, un sensore, un motore elettrico o una frizione di alimentazione della ventola. C'è anche un inquinamento interno del radiatore, tuttavia, non a causa della scala, come è successo molti anni fa dopo il funzionamento a lungo termine del motore sull'acqua. Lo stesso effetto, ea volte è molto più forte, dà l'uso di vari sigillanti per il radiatore. E se quest'ultimo è davvero ostruito con un simile mezzo, quindi pulire i suoi tubi sottili è un problema piuttosto serio. Di solito, i guasti di questo gruppo sono facilmente rilevati e per raggiungere il parcheggio o una stazione di servizio, è sufficiente rifornire il livello del fluido nel sistema e accendere il riscaldatore.
La violazione del sigillo della camera di combustione è anche una causa abbastanza comune di surriscaldamento. Prodotti a combustione combustibile, essendo sotto pressione elevata nel cilindro, penetra nella camicia di raffreddamento e spremere il liquido di raffreddamento dalle pareti della camera di combustione. Si forma è formata un gas caldo "cuscino", una parete aggiuntiva riscaldata. Un'immagine simile sorge a causa della fessura della testa, le fessure nella testa e il manicotto del cilindro, la deformazione del piano caustico della testa o del blocco, è più spesso dovuto al surriscaldamento precedente. È possibile determinare che tale perdita si verifica, è possibile dall'odore dei gas di scarico in un serbatoio di espansione, antigelo di perdita dal serbatoio quando il motore è in funzione, aumenta rapidamente la pressione nel sistema di raffreddamento immediatamente dopo l'avvio, pure Come secondo la caratteristica emulsione dell'olio d'acqua nel carter. Ma stabilire specificamente, con il quale è associata la perdita, è solitamente possibile, solo dopo lo smontaggio parziale del motore.
Le perdite esplicite nel sistema di raffreddamento si verificano più spesso a causa delle fessure nei tubi flessibili, indeboliscono il serraggio dei morsetti, l'usura della sigillatura della pompa, il guasto della gru del riscaldatore, del radiatore e di altri motivi. Va notato che il flusso del radiatore appare spesso dopo la "corrosione" dei tubi il cosiddetto "toosol" di origine sconosciuta e fluiscono le guarnizioni della pompa - dopo il funzionamento a lungo termine sull'acqua. Per stabilire che il refrigerante nel sistema non è sufficiente, visivamente il più semplice come determinare il luogo di perdita.
La lentezza del sistema di raffreddamento nella sua parte superiore, anche a causa del malfunzionamento della valvola del sughero del radiatore, porta a una caduta di pressione nel sistema a Atmosferico. Come sapete, meno pressione, più basso è il punto di ebollizione del fluido. Se la temperatura di funzionamento nel sistema è vicina a 100 gradi C, il fluido può far bollire. Spesso, ebollizione in un sistema di perdita si verifica anche senza il funzionamento del motore, e dopo che è spento. È possibile determinare che il sistema sia davvero comunitario, si può in assenza di pressione nel tubo del radiatore superiore su un motore riscaldato.
Cosa succede quando si surriscaldano
Come notato sopra, quando il surriscaldamento del motore, l'ebollizione del fluido inizia nella camicia di raffreddamento della testa del cilindro. Il tappo a vapore risultante (o cuscino) impedisce il contatto diretto del liquido di raffreddamento con pareti metalliche. A causa di ciò, l'efficienza del loro raffreddamento diminuisce bruscamente, e la temperatura aumenta in modo significativo.
Tale fenomeno è solitamente in natura locale - vicino all'area bollente, la temperatura della parete può essere notevolmente superiore rispetto all'indice (e tutto perché il sensore è installato sulla parete esterna della testa). Di conseguenza, i difetti possono apparire nella testa del blocco, prima di tutte le fessure. Nei motori a benzina - di solito tra letti valvole e nei motori diesel - tra il sedile della valvola di laurea e il coperchio del cutter. Nelle teste in ghisa, a volte ci sono crepe attraverso il mare della valvola di scarico. Anche le crepe sorgono in una camicia di raffreddamento, ad esempio, da letti di un albero a camme o sui fori dei bulloni della testa del blocco. Tali difetti sono migliori per eliminare la sostituzione della testa e non la saldatura, che non è ancora possibile eseguire con alta affidabilità.
Durante il surriscaldamento, anche se il crack non si verifica, la testa del blocco spesso ottiene deformazioni significative. Poiché, lungo i bordi, la testa viene premuta contro il blocco del bullone, e la sua parte centrale si surriscalda, si verifica il seguente. La maggior parte dei motori moderni testa in lega di alluminio, che, se riscaldata, espande più dei bulloni di fissaggio in acciaio. Con un forte riscaldamento, l'espansione della testa porta ad un forte aumento della forza della compressione della guarnizione lungo i bordi, dove si trovano i bulloni, mentre l'espansione della parte centrale surriscaldata della testa non limita i bulloni. A causa di ciò, c'è, da un lato, la deformazione (fallimento dal piano) della parte centrale della testa e dall'altra - compressione aggiuntiva e deformazione della guarnizione con sforzi che sono significativamente superiori a quelli operativi.
Ovviamente, dopo aver raffreddato il motore in luoghi separati, specialmente ai bordi dei cilindri, la guarnizione non verrà premuta correttamente, che può causare perdite. Con l'ulteriore funzionamento di tale motore, il bordo metallico della guarnizione, avendo perso il contatto di calore con gli aerei della testa e il blocco, surriscaldano, e poi arrostiti. Questo è particolarmente caratteristico dei motori con maniche "bagnate" plug-in o se ci sono ponticelli troppo stretti tra i cilindri.
Per ricaricarlo, la deformazione della testa porta, di regola, alla curvatura dell'asse dei letti dell'albero a camme situato nella sua parte superiore. E senza seria riparazione, queste conseguenze del surriscaldamento non possono essere eliminate.
Non un surriscaldamento meno pericoloso e per un gruppo di pistoni cilindri. Poiché l'ebollizione del liquido di raffreddamento si applica gradualmente dalla testa a una parte sempre più della camicia di raffreddamento, l'efficienza di raffreddamento dei cilindri è notevolmente ridotta. E questo significa che la rimozione del calore dal pistone riscaldata da gas caldi è peggiore (il calore da esso è assegnato principalmente attraverso gli anelli del pistone nella parete del cilindro). La temperatura del pistone cresce, allo stesso tempo si verifica la sua espansione termica. Dal momento che il pistone in alluminio e il cilindro è solitamente ghisa, la differenza di espansione termica dei materiali porta ad una diminuzione della clearance nel cilindro.
Ulteriore destino di tale motore è noto - revisione con un blocco noioso e una sostituzione di pistoni e anelli per la riparazione. L'elenco dei lavori sulla testa del blocco è generalmente imprevedibile. Meglio ancora il motore prima di non portare. Apertura periodicamente Hood e controllando il livello di fluido, puoi in qualche modo per proteggerti. Può. Ma non al 100 percento.
Se il motore è ancora surriscaldato
Ovviamente, è necessario fermarsi immediatamente sul lato della strada o sul marciapiede, spegnere il motore e aprire il cofano - quindi il motore si raffredda più velocemente. A proposito, in questa fase, tutti i driver lo fanno in tali situazioni. Ma avanti, consentono seri errori da cui vogliamo avvertire.
In nessun caso non può essere aperto dal sughero del radiatore. Sui ingorghi del traffico, non ci sono peggiori "mai aperti" - mai aperto se il radiatore è caldo! Dopo tutto, questo è così chiaro: con una spina di lavoro, il sistema di raffreddamento è sotto pressione. Il focus della ebollizione si trova nel motore e il plug-on the radiator o il serbatoio di espansione. Aprendo una spina, provociamo il rilascio di una quantità significativa di fluido di raffreddamento caldo - una coppia lo spingerà, come dalla pistola. Allo stesso tempo, la combustione delle mani e la faccia sono quasi inevitabili, indaffarsi, colpi d'acqua bollenti nel cappuccio e nel rimbalzo - nel conducente!
Sfortunatamente, tutti (o quasi tutti) i piloti sono così provenienti dal purtroppo, apparentemente, credendo che ci sia così la situazione. Infatti, loro schizzinando i resti di antigelo dal sistema, creano ulteriori problemi. Il fatto è che il liquido, bollente "all'interno" del motore, collega ancora la temperatura dei dettagli, riducendolo così nei luoghi più surriscaldati.
Il surriscaldamento del motore è solo il caso quando, non sapendo cosa fare, è meglio non fare nulla. Per dieci minuti a quindici anni, almeno. Durante questo periodo, bollire si fermerà, la pressione nel sistema cadrà. E poi puoi procedere all'azione.
Assicurarsi che il tubo del radiatore superiore abbia perso la sua ex elasticità (significa che non vi è alcuna pressione nel sistema), apri attentamente il sughero del radiatore. Ora puoi aggiungere il liquido sfuso.
Lo facciamo attentamente e lentamente, perché Liquido freddo, che cade sulle pareti calde della camicia della testa del blocco, provoca il loro rapido raffreddamento, che può portare alla formazione di crack.
Chiusura del sughero, eseguire il motore. Guardare il puntatore della temperatura, controllare il modo in cui i tubi del radiatore superiore e inferiore sono riscaldati, se la ventola viene accesa dopo il riscaldamento e non vi sono perdite liquide.
Il più, forse sgradevole - il rifiuto del termostato. Allo stesso tempo, se la valvola è "appesa" nella posizione aperta, non ci sono problemi. Solo il motore si riscalderà lentamente, poiché l'intero flusso del refrigerante si dirige verso un grande contorno, attraverso il radiatore.
Se il termostato rimane chiuso (la freccia del puntatore, raggiungendo lentamente il centro della scala, si precipita rapidamente alla zona rossa, ei tubi del radiatore, specialmente il più basso, rimangono freddi), il movimento è impossibile anche in inverno - il motore surriscaldrà immediatamente di nuovo. In questo caso, è necessario smontare il termostato o almeno la sua valvola.
Se il refrigerante viene rilevato, è auspicabile eliminare o almeno ridurre i limiti ragionevoli. Di solito il radiatore "scorre" a causa della corrosione di tubi sulle costole o nella saldatura dei luoghi. A volte tali tubi possono essere annegati, avendo ricostruirli e piegare i bordi del passaggio.
Nei casi in cui non è possibile eliminare completamente un grave malfunzionamento nel sistema di raffreddamento, è necessario almeno arrivare alla stazione di servizio o al regolamento più vicina.
Se una ventola è difettosa, è possibile continuare a spostarsi con il riscaldatore al massimo, che assume una parte significativa del carico di calore. Nella cabina sarà "leggermente" caldo - non disturbo. Come sai, "Le coppie di Bones non saranno lomerte."
Peggio, se il termostato ha rifiutato. Sopra, abbiamo già considerato un'opzione. Ma se non riesci a far fronte a questo dispositivo (non voglio, non hai strumenti, ecc.), Puoi provare un altro modo. Avvia la mossa - ma non appena la freccia del puntatore si avvicina alla zona rossa, spegnere il motore e spostare il rullo. Quando la velocità cade, accendere l'accensione (è facile accertarsi che dopo solo 10-15 secondi la temperatura sarà già inferiore), avviare nuovamente il motore e ripetere nuovamente tutto, continuamente dalla freccia del puntatore della temperatura.
Con certe precisione e adeguate condizioni stradali (senza ascensori freschi), possiamo guidare decine di chilometri in tal modo, anche quando il refrigerante nel sistema rimane molto piccolo. Una volta, l'autore è stato in grado di superare circa 30 km in questo modo, senza causare un notevole motore di danno.
Nel cilindro del motore con una certa frequenza, vengono eseguiti cicli termodinamici, che sono accompagnati da un cambio continuo nei parametri termodinamici del fluido termodinamico, del volume, della temperatura. L'energia della combustione del carburante quando i cambiamenti del volume si trasformano in lavori meccanici. La condizione per la trasformazione del calore nel lavoro meccanico è una sequenza di clock. Questi orologi nel motore a combustione interna includono l'ingresso (riempimento) dei cilindri di una miscela combustibile o aria, compressione, combustione, espansione e rilascio. Il volume che cambia è il volume del cilindro, che aumenta (diminuisce) con il movimento progressivo del pistone. Un aumento del volume avviene a causa dell'espansione dei prodotti quando la combustione di una miscela combustibile, una diminuzione - quando compressa da una nuova carica di una miscela o aria combustibile. Pressione del gas per le pareti del cilindro e il pistone con tatto di espansione si trasforma in lavori meccanici.
L'energia accumulata dall'energia si trasforma in energia termica quando si esegue cicli termodinamici, viene trasmesso dalle pareti dei cilindri mediante calore e radiazioni di luce, radiazioni e pareti del cilindro - refrigerante e la massa del motore attraverso la conduttività termica e nel circostante spazio dalle superfici del motore libero e forzato
convezione. Nel motore ci sono tutti i tipi di trasferimento di calore, che indica la complessità dei processi che si verificano.
L'uso del calore nel motore è caratterizzato da un'efficienza, il più piccolo il calore della combustione del carburante viene somministrato al sistema di raffreddamento e nella massa del motore, più il lavoro viene eseguito sopra l'efficienza.
Il ciclo operativo del motore viene effettuato in due o quattro tatti. I processi principali di ciascun ciclo di lavoro sono tatti di aspirazione, compressione, corsa di lavoro e rilascio. Introduzione al flusso di lavoro dei motori tact del motore ha permesso di ridurre il più possibile la superficie di raffreddamento e ottimizzare la pressione della combustione del combustibile. I prodotti di combustione si stanno espandendo in base alla compressione di una miscela combustibile. Tale processo riduce le perdite termiche nelle pareti del cilindro e con gas di scarico, aumentano la pressione dei gas al pistone, che aumenta significativamente l'alimentazione e gli indicatori economici del motore.
I veri processi termici nel motore differiscono in modo significativo da leggi teoriche e termodinamiche basate. Il ciclo termodinamico teorico è chiuso, il prerequisito per la sua implementazione è la trasmissione di calore con un corpo freddo. In conformità con la seconda legge della termodinamica e nella macchina teorica termica, è completamente impossibile trasformare completamente l'energia termica in meccanica. Nei diesel, i quali cilindri sono pieni di carica di aria fresca e hanno alti gradi di compressione, la temperatura della miscela combustibile alla fine del tatto di aspirazione è 310 ... 350 K, che è spiegato da una quantità relativamente piccola di Gas residui, in motori a benzina La temperatura di aspirazione alla fine del tatto è 340 ..400 k. Il saldo del calore della miscela combustibile quando il tatto di aspirazione può essere rappresentato come
dove?) R T è la quantità di calore del fluido di lavoro all'inizio dell'orologio di aspirazione; OS.TS - La quantità di calore inserita nel fluido di lavoro quando si contatta le superfici riscaldate del percorso di ingresso e del cilindro; Qo G - la quantità di calore nei gas residui.
Dall'equazione del bilancio del calore, è possibile determinare la temperatura alla fine del tatto di aspirazione. Prenderemo un enorme valore del numero di carichi freschi t con s. Gas residui - t O G. Con una note capacità termica di carichi freschi con p, Gas residui c "r. e la miscela di lavoro con R. Equazione (2.34) è presentata sotto forma di
dove T s. h - la temperatura di carica fresca prima dell'ingresso; MA T nw. - Carica fresca riscaldata quando l'ingresso di esso in un cilindro; T. - La temperatura dei gas residui alla fine del rilascio. Forse con una precisione sufficiente per assumerlo c "r. = con R. e con "R - S, con P, dove con; - Coefficiente di correzione a seconda di T nw. e composizione della miscela. A A \u003d 1.8 e carburante diesel
Quando si risolve l'equazione (2.35) per quanto riguarda T A. Denota per attitudine 
La formula per determinare la temperatura nel cilindro all'inserimento è
Questa formula è valida per motori da quattro tempi e a due tempi, per i motori a turbocompressione, la temperatura alla fine dell'assunzione è calcolata dalla formula (2,36), a condizione che q \u003d. 1. La condizione assicurata non contribuisce ad ampi errori. I valori dei parametri alla fine dell'orologio di aspirazione definito sperimentalmente sulla modalità nominale sono presentati nella tabella. 2.2.
Tabella 2.2.
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DVS a quattro tempi |
Due tempi |
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Indicatore |
con accensione della scintilla |
con uno schema di flusso rettifico dello scambio di gas |
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Il coefficiente di gas residui |
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La temperatura dei gas di scarico alla fine del rilascio |
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Carica fresca riscaldata, a |
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La temperatura del fluido di lavoro alla fine dell'assunzione T A. PER |
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Quando il tatto di aspirazione della valvola di aspirazione con il motore diesel è aperto da 20 ... 30 ° all'arrivo del pistone nella NMT e si chiude dopo il passaggio NMT di 40 ... 60 °. La durata dell'apertura della valvola di inchiostro è di 240 ... 290 °. La temperatura nel cilindro alla fine del precedente tatto - rilascio è uguale T. \u003d 600 ... 900 K. La carica dell'aria con una temperatura è significativamente inferiore, mescolata con gas residui nel cilindro, che riduce la temperatura nel cilindro alla fine dell'assunzione a T a \u003d. 310 ... 350 K. Delta di temperature nel cilindro tra gli orologi di uscita e l'ingresso è uguale ATA. r \u003d t a - tNella misura in cui T A. ATA. T \u003d 290 ... 550 °.
La velocità della variazione della temperatura nel cilindro per unità è uguale a:
Per Diesel, la velocità del cambiamento della temperatura quando il tatto di aspirazione quando p. \u003d 2400 min -1 e φ A \u003d 260 ° è CO D \u003d (2.9 ... 3.9) 10 4 grandine / s. Pertanto, la temperatura alla fine del tatto di aspirazione nel cilindro è determinata dalla massa e dalla temperatura dei gas residui dopo il tatto di rilascio e il riscaldamento della carica fresca dalle parti del motore. Grafici della funzione CO RT \u003d / (D E) Tatto di aspirazione per motori diesel e motori a benzina, presentati a PA fig. 2.13 e 2.14 indicano un tasso significativamente più elevato di variazione della temperatura nel cilindro del motore a benzina rispetto al motore diesel e, pertanto, maggiore è l'intensità del flusso di calore dal fluido di calore dal fluido di lavoro e dalla sua crescita con l'aumento della velocità di rotazione dell'albero motore. Il valore medio stimato della velocità di modifica della temperatura quando il tatto di ingresso del diesel all'interno della velocità della rotazione dell'albero motore di 1500 ... 2500 min -1 è uguale a \u003d 2,3 10 4 ± 0,18 gradi / s, e in benzina
il motore è all'interno della frequenza di 2.000 ... 6000 min -1 - con me \u003d 4.38 10 4 ± 0,16 gradi / s. Con il tatto di aspirazione, la temperatura del fluido di lavoro è approssimativamente uguale alla temperatura di esercizio del refrigerante,
Fico. 2.13.
Fico. 2.14.
il calore delle pareti del cilindro viene speso per il riscaldamento del fluido di lavoro e non ha un effetto significativo sulla temperatura del fluido di raffreddamento del sistema di raffreddamento.
Per tatto di compressione Ci sono processi di scambio di calore piuttosto complessi all'interno del cilindro. All'inizio del tatto di compressione, la temperatura di carica della miscela combustibile è inferiore alla temperatura delle superfici delle pareti del cilindro e la carica viene riscaldata, continuando a prendere il calore dalle pareti del cilindro. Il lavoro meccanico della compressione è accompagnato dall'assorbimento del calore dall'ambiente esterno. In un certo (infinitamente piccolo), l'intervallo di temperatura della superficie del cilindro e la carica della miscela è livellata, come risultato della quale scambio di calore tra di loro è terminato. Con ulteriori compressioni, la temperatura della miscela combustibile supera la temperatura delle superfici delle pareti del cilindro e il flusso di calore cambia la direzione, I.e. Il calore entra nelle pareti del cilindro. Il ritorno complessivo del calore dalla carica di una miscela combustibile è insignificante, è circa 1.0 ... 1,5% della quantità di calore che entra con il carburante.
La temperatura del fluido di lavoro alla fine dell'assunzione e la sua stessa temperatura alla fine della compressione sono relative all'equazione polytropica di compressione:
dove 8 è un rapporto di compressione; p l - Polytropags indicatori.
La temperatura alla fine del tatto di compressione della regola generale è calcolata dalla costante media per l'intero processo dell'indicatore politropico. sh. In un caso particolare, l'indicatore politropico è calcolato sul saldo del calore durante il processo di compressione sotto forma di
dove e S. e e "- Energia interna di 1 km di carica fresca; e A. e e "-energia interna di 1 km di gas residui.
Soluzione congiunta di equazioni (2.37) e (2,39) con un valore di temperatura noto T A. Consente di determinare l'indicatore dei polytropags sh. L'indicatore Polytrope ha influenza l'intensità del raffreddamento del cilindro. A basse temperature del fluido di raffreddamento, la temperatura superficiale del cilindro è sotto, quindi, e p L. sarà meno
I valori dei parametri terminali del tatto di compressione sono mostrati nella tabella. 2.3.
tavolo23
Con il tatto di compressione della valvola di aspirazione e della valvola di scarico, il pistone si sposta verso il VTC. Prendi tempo di tatto di compressione nei motori diesel ad una velocità di 1500 ... 2400 min -1 è 1,49 1 SG 2 ... 9.31 kg 3 C, che corrisponde alla rotazione dell'albero motore a un angolo f (. \u003d 134 ° , in motori a benzina a una velocità di 2400 ... 5600 min -1 e cp G \u003d 116 ° - (3.45 ... 8.06) 1 (G 4 s. La differenza di temperatura nel cilindro tra compressione e orologi di aspirazione Da _ a = T c - t a I diesel sono entro 390 ... 550 ° C, in motori a benzina - 280 ... 370 ° C.
Il tasso di variazione della temperatura nel cilindro per il tatto di compressione è:
e per i motori diesel ad una velocità di 1500 ... 2500 min -1 il tasso di variazione della temperatura è (3.3 ... 5.5) 10 4 gradi / i, motori a benzina ad una velocità di rotazione di 2000 ... 6000 min -1 - (3.2 ... 9.5) x x 10 4 grana / s. Il flusso di calore con tatto di compressione è diretto dal fluido di lavoro nel cilindro alle pareti e nel liquido di raffreddamento. Funzione grafica CO \u003d f (N. E) per motori diesel e motori a benzina sono presentati in Fig. 2.13 e 2.14. Ne consegue che il tasso di cambiamenti nella temperatura del fluido di lavoro nei motori diesel rispetto ai motori a benzina a una velocità di rotazione sopra.
I processi di scambio termico con tatto di compressione sono causati dalla caduta della temperatura tra la superficie del cilindro e la carica di una miscela combustibile, una superficie relativamente piccola del cilindro alla fine del tatto, massa della miscela combustibile e limitabilmente un breve periodo di tempo in cui il trasferimento di calore si verifica da una miscela combustibile alla superficie del cilindro. Si presume che il tatto di compressione non abbia un impatto significativo su modalità di temperatura Sistemi di raffreddamento
Tatto di espansione È l'unico tatto del ciclo di lavoro del motore, in cui viene eseguito un utile lavoro meccanico. Questo orologio è preceduto dal processo di combustione di una miscela combustibile. Il risultato della combustione è aumentare l'energia interna del fluido di lavoro trasformato nel lavoro dell'espansione.
Il processo di combustione è un complesso di fenomeni fisici e chimici di ossidazione del carburante con selezione intensa
caldo. Per combustibili idrocarburi liquidi (benzina, gasolio), il processo di combustione è reazioni chimiche del composto di carbonio e idrogeno con ossigeno d'aria. Il calore della combustione della carica di una miscela combustibile viene spesa per il riscaldamento del fluido di lavoro, eseguendo il lavoro meccanico. Parte del calore dal fluido di lavoro attraverso le pareti dei cilindri e la testa riscalda la cartuccia a blocchi e altre parti del motore, così come il refrigerante. Il processo termodinamico del flusso di lavoro reale, tenendo conto della perdita di calore della combustione del carburante, tenendo conto dell'incompletezza della combustione, il trasferimento di calore nelle pareti dei cilindri e così via è estremamente complesso. Nei motori diesel e ai motori a benzina, il processo di combustione varia e ha le sue caratteristiche. Nei motori diesel, la combustione si verifica con intensità diversa a seconda della corsa del pistone: prima intensamente e poi rallentato. Nei motori a benzina, la combustione avviene all'istante, si ritiene che sia eseguito a un volume costante.
Per tenere conto del calore nel componente delle perdite, incluso il trasferimento del calore nelle pareti dei cilindri, il coefficiente di utilizzo della combustione del calore Il coefficiente di utilizzo del calore è determinato sperimentalmente per i motori diesel \u003d 0.70 ... 0.85 e motori a benzina?, \u003d 0,85 ... 0.90 dell'equazione degli stati statali all'inizio e alla fine dell'espansione:
dove è il grado di espansione preliminare.
Per motori diesel
poi 
Per motori a benzina 
poi
Valori dei parametri nel processo di combustione e alla fine dell'orologio di espansione del motore)
