45. Влияние различных факторов на индикаторные показатели бензинового двигателя.

Форма КС. Полуклиновая (лучшие антидетонационные свойства); полусферическая (минимальное отношение площади КС к объему КС); шатровая

Степень сжатия. У двигателей с искровым зажиганием степень сжатия  . В этом диапазоне значений   ее влияние на индикаторные показатели весьма существенно. Увеличение   заметно повышает   и р_i. Кроме того, с ростом   несколько улучшаются условия воспламенения, что дает возможность расширить пределы обеднения смеси и получить дополнительное увеличение   при работе на частичных нагрузках. Чем больше  , тем меньше поверхность камеры сгорания, но, с другой стороны, несколько возрастает температура газа, поэтому теплообмен между газом и стенками, образующими камеру, может увеличиться, что снизит эффект от роста  .

Увеличение   является основным способом улучшения индикаторного процесса и повышения   двигателя с искровым зажиганием, однако чем больше  , тем выше требования к октановому числу топлива. Следует иметь в виду, что с повышением   увеличиваются тепловые и механические нагрузки на детали двигателя, а также выброс NO_х, и СН.

Размеры цилиндра. Чем больше диаметр цилиндра, тем при данном октановом числе топлива меньше должна быть   для обеспечения бездетонационной работы. Поэтому при увеличении Dнеобходимо снизить  , использовать топливо с более высоким октановым числом или при конструировании располагать в цилиндрах по две свечи зажигания. При неизменном   увеличение D сопровождается ростом  , из-за снижения доли теплоты, отдаваемой в стенки.

Состав горючей смеси. Он сильно влияет на протекание процесса сгорания и соответственно на индикаторные показатели. Существенно, что максимум   достигается при более бедных смесях по сравнению с теми, которые соответствуют максимуму  /  и р_i. Это объясняется тем, что с обеднением смеси до определенных пределов улучшаются полнота сгорания и доля в продуктах сгорания двухатомных газов. Однако при слишком сильном обеднении смеси скорость ее сгорания значительно падает (могут появиться циклы с пропуском воспламенения), поэтому сгорание заканчивается все позднее, а отвод теплоты в стенки увеличивается. Наибольшей величине   соответствует такой состав смеси, при котором имеет место оптимальное сочетание полноты и скорости сгорания с теплоотводом в стенки. Максимальное значение  /  достигается на несколько обогащенных смесях, при сгорании которых (практически с максимальной скоростью) имеет место наибольшее значение произведения   на количество затраченной с топливом теплоты.

Угол опережения зажигания. Если при прочих неизменных условиях варьировать величиной угла опережения зажигания  , то таким путем можно приближать или отдалять сгорание топлива относительно ВМТ. Каждому сочетанию открытия дроссельной заслонки,   и п соответствует свое значение угла  , при котором величины   и p_i одновременно достигают максимума. При позднем зажигании сгорание переносится на линию расширения и выделившаяся теплота превращается в работу в течение меньшей части хода поршня, а тепловые потери в систему охлаждения и с отработавшими газами возрастают, что приводит к снижению   и p_i. С другой стороны, при раннем зажигании, когда  > , сильно увеличиваются максимальная температура Т_z и давление цикла p_z, что обусловливает повышенные тепловые потери в систему охлаждения, а также увеличивает утечку газов через поршневые кольца.

Все факторы, которые увеличивают скорость сгорания, т. е. сокращают длительность первых двух фаз сгорания ( ), одновременно способствуют уменьшению  , и наоборот.

Частота вращения. Увеличение п интенсифицирует движение заряда и его сгорание в цилиндре. Однако в связи с сокращением времени, в течение которого совершается весь цикл, продолжительность сгорания в градусах ПКВ ( ) несколько увеличивается, a это требует соответствующего увеличения  , которое достигают центробежным регулятором опережения зажигания или управлением   микропроцессорной системой.

Нагрузка на двигатель. С уменьшением нагрузки условия воспламенения и сгорания в двигателе с искровым зажиганием ухудшаются, при этом относительные тепловые потери в систему охлаждения и с отработавшими газами возрастают. Уменьшение скорости сгорания при неизменной частоте вращения может быть несколько компенсировано увеличением угла опережения зажигания, что достигается в результате работы вакуум-регулятора или управлением   микропроцессорной системой.

Ни изменение   в зависимости от нагрузки двигателя при постоянной частоте вращения оказывает влияние и изменение  . Наибольшего значения   достигает на средних нагрузках при  = 1,1,..1,3. Что же касается величины p_i, то она, естественно, имеет максимум при полностью открытой дроссельной заслонке и снижается по мере ее прикрытия. Это является следствием главным образом уменьшения количества свежей смеси, подаваемой в цилиндры.

Скорость движения заряда. Для увеличения   при работе двигателя на частичных нагрузках, например с целью снижения токсичности ОГ при одновременном улучшении топливной экономичности, часто применяется интенсификация газодинамического состояния заряда к концу такта сжатия. С этой целью можно использовать тангенциальные или вихревые впускные каналы, а также специальные завихривающие или отклоняющие поток заслонки.

На каждом скоростном и нагрузочном режимах двигателя существует некоторая своя оптимальная интенсивность движения заряда, обеспечивающая работу с  . При чрезмерно высокой интенсивности движения заряда сильно возрастает теплоотдача в стенки, поэтому   уменьшается по сравнению с его максимальным значением на данном режиме.