Техника - молодёжи 2010-01, страница 42
Илей наших читателей МММИ 2 то № Ш ТМ чайшего класса бензиновых двигателей. Понятно, что для других двигателей она будет выглядеть несколько но-другому - в зависимости от конкретного геометрического расположения (по углу поворота ксшенвала от ВМТ) максимального давления, длины шатуна, длины кривошипа и ряда других параметров. Здесь важно отмстить то, что улучшения характеристик двигателя можно достичь, ИЗМЕНЯЯ ТОЛЬКО ОТНОШЕНИЕ ДЛИНЫ ШАТУНА И РАДИУСА КРИВОШИПА, Т.Е. ВАРЬИРУЯ ЧИСТО ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ. Но, пожалуй, ещё более важен следующий вывод: для повышения эффектив ности работы ДВС необходимо сближать максимум но давлению и максимум по плечу. Отсюда следует, что наиболее правильным будет цикл при подводе тепла в начале расширения. Он подходит для любого поршневого двигателя с криво-шипно-шагунным механизмом, как бензинового, так и дизельного. Хороший пример приближения к такой схеме цикла - дизельный двигатель (рис. 8), Его отличительной особенностью является то, что впрыск топлива растянут по времени (по углу поворота), и процесс сгорания, а значит, и максимальное давление (сила) находится в наиболее благоприятном положении по длине плеча. Вот чем достигается высокий крутящий момент, присущий дизелям. В общем виде можно сказать так: чем дальше максимальное давление при постоянном давлении - цикл Дизеля от ВМТ по ходу вращения колепвала, а значит, ближе к максимуму по плечу, тем выше эффективность работы двигателя. Отсюда вывод: у любого современного двигателя есть резервы по повышению эффективности работы, а значит, и по уменьшению расхода топлива. Расчёты показывают, что эффективный КПД двигателя можно повысить до 60-70% - в отличие от 25-45% у современных ДВС, В заключение давайте посмотрим, как можно повысить максимальный крутящий момент (через повышение КПД), на примере перерасчёта реального двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2106 с объёмом 1600 см3 и степенью сжатия 8,5 единиц. Построим сравнительные индикаторные диаграммы крутящего момента для такта сжатия (нижняя кривая) и такта расширения (верхняя кривая). Рис. 9 соответствует базовому -^модифицированному - двигателю. Расчётная степень сжатия для него расположена в ВМТ; проведя простой подсчёт, получим, что площадь, ограниченная двумя кривыми, полезный крутящий момент - составляет 31 единицу. Если вынести максимальное давление за ВМТ на 20" (рис. 10), то площадь диаграммы будет составлять 38 единиц, то есть прирост крутящего момента составит 25%. Если же вынести максимальное давление за ВМТ на 34° (рис. П), то площадь диаграммы крутящего момента будет составлять 44 единицы, - имеем 40% прироста по отношению к базовому расчёту. Подчеркнём ещё раз: нахождение оптимального крутящего Момента для двигателя произведено для одного и того же двигателя, без малейших изменений в его геометрии и конструкции. Прирост мощности получился за счёт оптимитизации снятия крутящего момента коленвалом, а в результате мы обеспечили существенное повышение термического КПД двигателя но сравнению с базовой моделью. Для практической проверки метода был выбран вариант, соответствующий рис. 10, Па двигателе ВАЗ-2106 максимальное давление было установлено в 20" от ВМТ. Это дало в верхней мёртвой точки степень сжатия 13 единиц. Мощность двигателя возросла до 98 л.с. вместо 75 л.с. но паспорту, прирост составил более чем 30%. Расход топлива снизился на 24% и составляет 5,5 л на 100 км. После аналогичной доработки, проведённой на ВАЗ-21102, при пробеге на 560 км было затрачено 22 л бензина, или 3,9 л на 100 км. Владимир ЧЕРВЯКОВ, инженер, г, Тольятти 40 |
