Главные механизмы работы инжекторного мотора

Наибольшее применение в автомобилестроении отыскал так именуемый двигатель Отто — бензиновый двигатель с принудительным зажиганием, в каком энергия, выделяемая при сгорании горючего, преобразуется в механическую энергию поступательного движения поршня. В этом движке топливовоздушная смесь (на базе бензина либо газа) приготавливается вне камеры сгорания при помощи смесеобразующих устройств. Смесь всасывается в камеру сгорания передвигающимся вниз поршнем. При движении поршня ввысь смесь сжимается и в подходящий момент поджигается. В итоге сгорания горючего с выделением огромного количества тепла давление в цилиндре резко увеличивается, и поршень с отдачей энергии через коленчатый вал опять идет вниз. После каждого сгорания отработавшие газы выводятся из цилиндра и вновь всасывается свежайшая топливовоздушная смесь. Таковой газообмен проходит по четырехтактному принципу. Для совершения 1-го рабочего цикла требуются два оборота коленчатого вала. Для управления газообменом в цилиндре употребляются впускной и выпускной клапаны.
Главные механизмы работы инжекторного мотора
На рис. 1 показан процесс газообмена в четырехтактном движке. Степень сжатия во 2-м такте определяется отношением суммы рабочего объема цилиндра Vh и объема камеры сгорания Vс (см. рис. 2) к объему камеры сгорания Vc и зависимо от конструкции может составлять от 7 до 13 единиц.

Главные механизмы работы инжекторного мотора
Для получения большей мощности и равномерного вращения коленчатого вала движки автомобилей делают многоцилиндровыми. В нашей стране (а именно, на Вуале) наибольшее распространение получил 4-х цилиндровый двигатель, в каком за два оборота коленчатого вала выходит уже не один, а четыре рабочих хода. Для равномерной и плавной работы многоцилиндрового мотора такты в различных цилиндрах чередуются в определенной последовательности, которая именуется порядком работы цилиндров. На рис. 3 условно показан 4-х цилиндровый двигатель с порядком работы 1—3—4—2.
Топливовоздушная смесь
Топливовоздушная смесь приготавливается вне камеры сгорания и поступает в цилиндры на такте впуска. Для того чтоб двигатель работал нормально, горючее нужно подавать в цилиндр в определенной пропорции с воздухом. Более полное сгорание происходит, если смесь состоит из 14,7 части воздуха и одной части паров бензина. Такое соотношение “воздух—горючее” именуется стехиометрическим. Степень отличия реального состава топливовоздушной консистенции от стехиометрического определяется коэффициентом излишка воздуxa a:

— если a=1, то реальный расход воздуха соответствует теоретической потребности;
— если a меньше 1, то воздуха недостаточно для стехиометрического сгорания, топливовоздушная смесь обогащенная. В спектре a=0,95—0,8 двигатель развивает свою наивысшую мощность;
— при a>1 топливовоздушная смесь обедненная. В спектре a=1,05—1,2 достигается наибольшая топливная экономичность работы мотора;
— при a>1,3 топливовоздушная смесь становится трудновоспламеняемой, двигатель начинает работать с перебоями.

Главные механизмы работы инжекторного мотораВоздействие коэффициента воздуха a на мощность Р и удельный расход воздуха bе: а) богатая смесь (недочет воздуха), б) бедная смесь (излишек воздуха)

Главные механизмы работы инжекторного мотораВоздействие коэффициента воздуха на токсичность отработавших газов: а) богатая смесь (недочет воздуха); б) бедная смесь (излишек воздуха)

На рис. 4 и 5 показаны зависимость мощности и удельного расхода горючего, также зависимость содержания углеводородов СН, оксида углерода СО и окислов азота NOx в отработавших газах от коэффициента излишка воздуха. Тут видно, что безупречного состава консистенции, при котором все причины имели бы рациональные значения, не существует. Так, к примеру, для обеспечения действенной работы каталитического нейтрализатора (другими словами для наибольшего понижения токсичности отработавших газов) нужно точно поддерживать стехиометрический состав топливовоздушной консистенции, но при всем этом двигатель будет работать неоптимально исходя из убеждений топливной экономичности. С другой стороны, для сокращения времени прогрева нейтрализатора до рабочих температур двигатель должен поработать на обедненных консистенциях. Чтоб разобраться, какая же топливовоздушная смесь и при каких критериях является хорошей для мотора, разглядим его главные рабочие режимы:

— прохладный запуск. При прохладном пуске всасываемая топливовоздушная смесь обедняется. Это происходит в итоге недостающего смешивания воздуха с топливом, недостающего испарения горючего и усиленного оседания горючего на стенах впускных труб. Для компенсации этого явления и облегчения запуска прохладного мотора требуется подача дополнительного количества горючего в момент запуска (a<1); — послепусковая фаза. После запуска при низких температурах на куцее время требуется обогащение консистенции (a<1) методом подачи дополнительного количества горючего до того времени, пока не повысится температура в камере сгорания и не улучшится смесеобразование в цилиндре. Дополнительно за счет богатой консистенции достигается больший вращающий момент, что содействует переходу к необходимым оборотам холостого хода; — прогрев мотора. За запуском и послепусковой фазой следует прогрев мотора. В связи с тем что при пониженных температурах смесеобразование ухудшено (к примеру, из-за слабенького смешивания воздуха с топливом, также образования капель горючего), во впускной трубе появляется пленка горючего, которая испаряется только при достижении больших температур. Потому при пониженных температурах топливовоздушную смесь нужно обогащать (a1). Это делается специально для резвого прогрева нейтрализатора до рабочих температур; — частичные нагрузки. Для движков, снаряженных каталитическим нейтрализатором, при частичных нагрузках нужно точно поддерживать стехиометрический состав топливовоздушной консистенции (a=1). Для движков без нейтрализатора основным аспектом оптимальности топливовоздушной консистенции является малый расход горючего (a=1,05—1,2); — полная нагрузка. При вполне открытой дроссельной заслонке двигатель должен достигать собственного большего вращающего момента либо наибольшей мощности. Для этого топливовоздушная смесь должна быть обогащенной до a=0,8—0,9; — ускорение. При резвом открытии дроссельной заслонки состав топливовоздушной консистенции краткосрочно обедняется вследствие ограниченной возможности горючего к испарению при повышении давления во впускной трубе. Потому для предотвращения этого явления и заслуги не плохих разгонных черт автомобиля топливовоздушную смесь нужно обогащать (a<1); — принудительный холостой ход. В этом режиме автомобиль замедляется, двигаясь по инерции. С целью экономии горючего в определенном спектре оборотов мотора топливоподача может стопроцентно прекращаться; — высотная корректировка. С ростом высоты над уровнем моря плотность воздуха падает. Это значит, что при движении в горах всасываемый в двигатель воздух имеет наименьшую массу, чем на равнине. Если это явление не учесть в расчетах, то топливовоздушная смесь будет переобогащаться, что, в свою очередь, приведет к дилеммам с запуском мотора, с ходовыми свойствами автомобиля, также к завышенному расходу горючего.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *