Тема 1 Кн1 стр3. Общие сведения авиационных

ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕПЛЕЙ.

Авиа-ПД предст-ет собой машину, вырабатывающую мех-кую энергию за счет преобра-зования в ней хим-кой эн-ии топл. Процесс, произходящих в цил-дре дв-ля и обесп-щих преобразование хим-кой эн-гии топл в мех-кую, образует цикл дв-ля.

Цикл авиа-го ПД соверш-ся за 4хода поршня, что соответ-ет двум об-там К.В. или пово-роту его на угол 720⁰. Процесс, происх-щий в цил-дре дв-ля за один ход порш, наз-ся тактом. Поэтому дв-ли наз-ся 4-хтактными.

Действительный цикл дв-ля совершается при повороте К.В на угол больший 720⁰, хотя образующие цикл процессы чередуются точно ч-з 720⁰. Это обусловлено перекрытием отд-ных процессов смежных циклов.

Цикл дв-ля образуют 5 четко выраженных процессов: впуск (наполнение), сжатие, сго-рание, расширение и выпуск. Каждый из них оказ-ет большое влияние на протекание всего цикла, на мощность, экон-сть и надежность раб дв в целом.

ПРОЦЕСС ВПУСКА

В проц-се вп ц-дры напол-ся ТВС-ью. Процесс вп происх-т за ход порш от ВМТ до НМТ

т.е. от точки r до точки α (рис1). ТВС, приготавлимая в карбюр-ре , по впускным трубам ч-з открытые вп-ные кл-ны пост-ет в ц-дры, где смешив-ся с остаточными газами и обра-зует рабочую смесь.

Колич-во смеси, поступившей в ц-др за весь процесс вп-ка, наз-ют весовым (G_СМ) зарядом смеси.

G_СМ = γ_а V^′_h,

Где γ_а—уд-ный вес смеси в конце такта вп;

V^′_h---объем свежей смеси в ц-дре.

γ_а и V^′_h --- зависят от t⁰ _см и p_см в конце процесса впуска.

Темп-ра см непрерывно повыш-ся в рез-тате соприкосновение с гор-ми поверхн-ми дета-лей и смешения с остаточными газами (дост до 100⁰С).

Умен-ние весового заряда смеси вследствие повыш-я ее темп-ры явл-ся причины сниж-я N_{взл дв} при выс-х t_нар в-ха (Р_в-ха), перегреве дв-ля, вкл-нии подогрев в-ха поступ-го в карб-р

НАОБОРОТ, Увел-ние вес-го заряда смеси вследствие сниж-я ее темп-ры (Р_в-ха) явл-ся причиной увел-я N_{взл дв} при низ-х t_нар в-ха (Р_в-ха), при впрыске в смесь воды.

Избежать повыш-я t_см при ее сж-и в нагнетателе практ-ки невозм-но. Уменш–е же нагрева

смеси от деталей достиг-ся охл-ем этих дет, предусмотренным их констр-цией, а также поддержанием опред-го темпер-го реж дв-ля.

Процесс вп происх-т быстро в теч-и от 1/20 до 1/70 сек. Ск-сть движ-я горючей смеси по вп-ным тр-ам достигает 70-80м/сек. Гидросопр-ия на пути движ-ия смеси создают бобыш-ки головок ц-дров, напр-щие клап-в, клапаны, резкие повороты и трение смеси о стенки тр/пр-дов.

Для ум-ния гидро-х сопр-ний внутр-ние поверхности деталей, вып-тся гладкими, поворо-ты и переходы – плавными. На пути движ-ия в-ха и смеси устан-ют только необх-мые дет.

Увел-ние продолжит-сти пр-са вп достиг-ся за счет более раннего откр-я кл-на вп-ка и более позднего его закр-ия. Кл-н вп откр-тся в конце выпуска (точка r^′ рис1), т.е. после того как порш прошел НМТ. Угол опережения откр-ия кл-на вп для дв равен 15-25⁰, а угол запаздывания закрытия – 44⁰; продолжительность процесса вп по углу поворота КВ сост-т 239-249⁰.

Опережение откр-я кл-на вп необх-о для того, чтобы к моменту начала движ-я поршня от ВМТ в такте вп, когда в ц-дре создается разряжение, он был подгот-лен к быстрому откр-ию увел-нию проходного сечения для смеси. За счет этого гидросопр-я движ-нию смеси уменьш-ся и весовой заряд ее увел-ся.

На реж-х, когда Р_надд выше Р-я остаточных газов, откр-ие кл-на вп с опереж-ем способ-т лучшей продувке КС—вытеснению остаточных газов свежей смесью. Это увел-ет весовой заряд смеси.

Чрезмерное опереж-е откр-я кл вп созд-т опасность пожара при низких Р_-ях надд из-за проникновения во всасывающий систему горячих газов. При выс-х Р_-ях надд это приводит к утечке части смеси ч-з кл вып.

Запаздывание закр-ия кл-на вп также увел-т весовой заряд см, т.к. она, имея знач-ную ск-сть к концу такта наполнения, по инерции продолжает поступать в ц-др, несмотря на изме -нение напр-ия движ-я порш. Кроме того в начале такта сж-я Р_{в ц-дре} ниже Р_надд, что также спос-ет поступлению в ц-др большего кол-тва смеси.

Моменты откр-я и закр-я кл-на вп, обесп-шие наибольшее наполнение ц-дра свежей сме-сью, устанав-ются опытным путем.

Наддув дв-ля, т.е. питание его смесью под Р_-ем выше атмосф-го,-- осн-ой способ увел-я весового заряда смеси и N _дв. Сжатие смеси до Р_-я выше атмосф-го произв-тся в нагн-ле. Весовой заряд увел-ся за счет повыш-я удельного веса свежей смеси γ_а в конце процесса вп, и за счет ув-ния объема V^′_h. На рис 1 показан дв раб-щего на взл реж—с надд р_к=1050 мм. рт. ст, и на МГ—с р_к=350мм рт ст.при атмосф-ном давл-ии р₀=760мм рт ст. В обоих случаях кл вп откр-ся в точке r^′, когда давл-ие остаточных газов р_r^′=(1,05-1,1)р₀.

В 1-ом сл (рис1а) смесь сразу же нач-ет поступать в ц-др, помогая поршню выталкивать остат-ые газы и сжимая их. В рез-те объем остаточных газов в момент прихода порш в ВМТ становится меньше объема КС V_с, а объем свежей смеси в конце такта (вп) наполне-ния V^′_h будет больше, чем его рабочий объем V_h.

Во 2-ом сл (рис1б) смесь в ц-др начнет посту-ть только в точке 1, когда остаточные газы при движении поршня от ВМТ расширяется и их давл-е понизится до 350мм рт ст. В этот момент объем, занимаемый остаточными газами, значительно больше объема V_с, а объем V^′_h—меньше объема V_h.

Малый уд-ный вес см и малый объем, заним-мый ею в ц-дре, приводят к резкому ум-нию

весового заряда и сниж-ю N _дв. Р_см в ц-дре в конце такта вп, т.е. р_а=(0,85-0,95)р_к в обоих сл-ях.