Действительный цикл ДВС (индикаторная диаграмма рабочего процесса ДВС).
Индикаторная диаграмма – это диаграмма изменения давления в цилиндре за цикл.
В действительном (реальном) цикле ДВС для интенсификации отдельных процессов клапаны открываются и закрываются не в «мертвых» точках, а с некоторым опережением или запаздыванием. Поэтому все процессы действительного цикла не соответствуют тактам.
– впуск;
– сжатие;
– сгорание;
– расширение;
– выпуск.
Процессы действительного рабочего цикла.
Процессы газообмена.
Это процессы впуска и выпуска, а ходы поршня называются насосные ходы.
Фазы газораспределения – это продолжительность и последовательность открытия клапанов. Задаются в виде углового положения кривошипа относительно ВМТ и НМТ.
1) выпускной клапан
– опережения открытия;
;
– запаздывание закрытия;
.
2) впускной клапан
– опережения открытия;
;
– запаздывание закрытия;
.
3) – фаза перекрытия клапанов (открыты оба клапана)
(при наддуве).
Периоды процесса газообмена.
– выхлоп
В момент открытия выпускного клапана газ в цилиндре обладает избыточным давлением . В результате большого перепада давления между цилиндром и атмосферой, до 90% газов покидают цилиндр самоистечением. При протекании газов вокруг выпускного клапана их скорость возрастает до сверхзвуковой, поэтому период выхлопа сопровождается шумом.
– выталкивание
и меняется незначительно.
– продувка камеры сгорания
Продувка необходима для удаления продуктов сгорания из объема камеры сгорания ( ). При этом часть свежей смеси теряется через выпускной коллектор.
– период наполнения
Происходит при движении поршня от ВМТ (разряжение).
– дозарядка
При перемещении поршня к ВМТ в такте сжатия на начальном участке давление в цилиндре меньше и свежая смесь способна поступать в цилиндр. Когда давление в цилиндре превысит , смесь поступает еще некоторое время по инерции за счет скоростного напора.
Работа насосных ходов.
Это работа, которую необходимо совершить для осуществления процессов газообмена.
(«–»); («+»);
Из атмосферы: ; с наддувом: .
Показатели качества газообмена.
Показатели делятся на 2 типа: абсолютные и относительные.
Абсолютные показатели:
1) – масса свежей смеси поступившая в цилиндр за цикл.
2) – работа насосных ходов.
Относительные показатели:
1) Коэффициент наполнения (основной критерий качества газообмена). Это отношение массы свежей смеси, поступившей в цилиндр к массе смеси, которая может теоретически разместиться в цилиндре при одинаковых условиях на входе в цилиндр ( и ).
При атмосферном: ; с наддувом:
.
Коэффициент продувки (очистки).
– термодинамический объем продуктов в конце выпуска.
– продувка отсутствует;
– полная продувка камеры сгорания.
Атмосферный двигатель: .
Коэффициент остаточных газов.
Это отношение массы остаточных газов к массе свежего заряда.
– в современных ДВС.
Коэффициент дозарядки.
Это отношение количества смеси в цилиндре в момент закрытия впускного клапана к количеству смеси при нахождении цилиндра в НМТ.
.