ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯгрузки. Зависимость термического коэффициента полезного действия цикла Дизеля от е и q приведена на табл 2.
Табл. 2.
Величины тц для цикла Дизеля при различных е, k и q.
\е
k 1, 30 1, 41\
16 13
1, 50
1, 75
2, 0
2, 25
2, 50
2, 75
3, 00
0, 535 0, 522 0, 512 0, 499 0, 48$ 0, 479 0, 471 0, 616 0, 602 0, 588 0, 576 0, 564 0, 552 0, 540
Сравнение величин для циклов Дизеля и Отто показывает, что одинаковая величина rjt при одном и том же к достигается в двигателе Отто при меньшем сжатии, чем в двигателе Дизеля; последнее указывает на отсутствие термического превосходства цикла Дизеля над циклом Отто.
Однако благодаря тому, что в двигателе Дизеля раздельный впуск воздуха и топлива дает возможность доходить до значительно больших величин сжатия, цикл его практически оказывается экономичнее.
В действительных циклах двигателей внутреннего сгорания имеют место нек-рые явления, к-рые не учитываются при рассмотрении теоретических циклов и к-рые оказывают влияние на работу действительной машины. Весь объем рабочего цилиндра Va не заполняется свежей рабочей смесью в виду освобождения поршнем лишь рабочего объема 7Й, частичного заполнения цилиндра остаточными газами (продуктами сгорания) и сопротивления впускных органов. Весовое отношение всосанного количества рабочей смеси к теоретически возможному, отнесенному к объему 7Л в условиях работы (при температуре и давлении окружающей среды), называется коэффициентом подачи: Эта величина зависит от относительного разрежения в цилиндре во время всасывания, относительного сопротивления во время выхлопа и от степени сжатия. Если кроме того учесть, что в процессе всасывания смесь нагревается о горячие стенки рабочих деталей, то коэффициент подачи будет зависеть, кроме вышеуказанных факторов, также и от относительной величины подогрева.
Состояние окружающей среды не влияет на коэффициент подачи, однако мощность, развиваемая двигателем, зависит от давления и температуры наружного воздуха. При возможных изменениях барометрического давления с 740 мм ртутного столба до 780 мм и температуре от — 20° до + 40° мощность двигателя может измениться на 30%. Поэтому за нормальную мощность двигателя принимается мощность, соответствующая барометрическому давлению в 760 мм ртутного столба и температура в +15°. Особенно сильное падение мощности получается для авиационных двигателей при больших высотах полета. Так, при подъеме на 2.000 м над уровнем земли двигатель теряет 24% своей мощности,.
Для различных двигателей коэффициент подачи различен и зависит от конструкции рабочих органов и от числа оборотов: двигатель с ‘ принудительным движением клапа 544
нов по сравнению с двигателем с самодействующими клапанами дает больший точно так же двигатели тихоходные по сравнению с двигателями быстроходными имеют больший y) v. В современных конструкциях четырехтактных двигателей коэффициент подачи колеблется в пределах 0, 70—0, 90. В двухтактных двигателях с отдельным продувочным насосом коэффициент подачи имеет несколько бблыпую величину и может быть даже больше 1, т. к. объем продувочного насоса выполняется обычно равным 1, 2—1, 3 объема рабочего цилиндра. В случае продувки из кривошипной камеры коэффициент подачи, наоборот, меньше, чем у четырехтактных машин, и достигает значений 0, 62—0, 75. Открытие и закрытие впускного клапана теоретически должны происходить в крайних мертвых точках. Но в виду того, что во внешней мертвой точке в начале всасывания остаточные газы имеют избыток давления против атмосферы, всасывающий клапан должен открываться лишь после мертвой точки с таким опозданием, чтобы давление остаточных газов упало до атмосферного. Чем быстроходнее двигатели, тем больше запаздывание открытия клапана.
В нек-рых случаях выгодно выхлопной и всасывающий, клапаны в начале всасывания держать открытыми, используя инерцию выхлопных газов в трубопроводе для отсасывания из камеры сгорания продуктов сгорания и даже подсасывания свежей рабочей' смеси. Таким же образом закрытие всасывающего клапана не должно производиться во внутренней мертвой точке, когда засосанная рабочая смесь имеет давление ниже атмосферного. При незначительной скорости поршня около мертвой точки под влиянием атмосферного давления в двигатель может поступить добавочное количество рабочего тела. Для тихоходных двигателей закрытие всасывающего клапана производится от 10° до 20° после мертвой точки, в быстроходных авто — и авиодвигателях оно доходит до 50—60°. Процесс сжатия рабочей смеси в идеальном цикле должен протекать по адиабате с переменным показателем (в виду изменения теплоемкости в зависимости от температуры).
В действительном же процессе сжатие идет приблизительно по политропической кривой (кривая сжатия или расширения при нек-ром обмене тепла с окружающей средой) с постоянным показателем 1, 30—1, 35 (иногда до 1, 4), отличающимся от показателя адиабаты и происходящим от тепловых потерь на кривой сжатия. Основными элементами, влияющими на величину этого показателя, являются размер машины и скорость рабочего поршня: чем больше объем цилиндра, тем меньше относительная поверхность охлаждения; чем машина быстроходнее, тем меньше время соприкосновения газов с холодной стенкой. Оба эти фактора приближают показатель политропы к показателю адиабаты. Действительная линия расширения также несколько отличается от адиабаты с переменным показателем: в виду теплоотдачи в стенки кривая должна итти круче адиабаты (с большим показателем против нее); с другой стороны, догорание ча-
