Повышение топливной экономичности бензиновых двигателей увеличением энергии источника искрового зажигания

• Автор: Басс, Борис Абрамович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 201 c. : ил

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Свеча зажигания;искра;искровое зажигание;энергия искрового зажигания; воспламенение; первичный очаг воспламененияраспространение пламени;нормальная скорость распространения ппамени;процесс сгорания; индикаторная диаграмма давления в цилиндре воспроизводи -мость последовательных рабочих циклов;топливная экономичность бензинового двигателя.

Va - полный объем цилиндра, м3;

Vh - рабочий объем цилиндра, м3;

А/с - объем камеры сгорания, м3;

Vif - объем над поршнем при угле поворота по часовой стрелке вала двигааддя Ifl , отсчитанного от верхней мертвой точки (в.м.т.), м3;

& - степень сжатия;

(1ц - диаметр цилиндра, мм;

Sn - ход поршня, мм;

Zк - радиус кривошипа, мм;

tm - длина шатуна, мм;

Xz - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;
R - частота вращения вала двигателя, мин“1;
Ар - степень повышения давления;
SV - степень предварительного расширения;
'? - показатель адиабаты;
а^;П2- показатели политроп сжатия и расширения,соответственно; Ср - теплоёмкость газа при постоянном давлении, кДж/кг.град; Cv - теплоёмкость газа при постоянном объеме, кДж/кг.град; Pif - давление газа в цилиндре при угле поворота вала двигателя ^, отсчитанного от в.м.т., Н/м^;
Tif _ температура газа в цилиндре при угле поворота вала дви-

гателя ^ , отсчитанного от в.м.т., К;
- коэффициент наполнения;
Гг - коэффициент остаточных газов;
Я - коэффициент молекулярного изменения;
ОС - коэффициент избытка воздуха;
От - часовой расход топлива, кг/час;
О в - массовый расход воздуха, кг/час;
{/О - теоретически необходимое количество воздуха для сжигания I кг топлива, кг;
Ни - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;
РI - среднее индикаторное давление, Н/м^;
М - индикаторная мощность двигателя, кВт;
^I - удельный индикаторный расход топлива, г/кВт.час;
- индикаторный к.п.д.;
Емин. - минимальная энергия зажигания, мДж;
Екр. - критическая энергия зажигания, вдДж;
о(опт. - коэффициент избытка воздуха, характеризующий оптимальный с точки зрения воспламенения состав смеси;
С С - концентрация I -го компонента в смеси газов, объёмные проценты (об.Я;
СО - скорость потока газа, м/с;
6с&. - величина искрового промежутка между электродами свечи
зажигания, мм;
0[ц.э. - диаметр центрального (изолированного) электрода свечи зажигания;
уИ - термический к.п.д. искры, отношение энергии, израсходованной на нагрев смеси, находящейся в зоне воздействия искры, к общей энергии искры;
Л о - теплопроводность рабочей смеси, Вт/м. К;
_ 4 ~
теплопроводность в зоне реакции, Вт/мК; энергия активации, Дж/моль;, плотность рабочей смеси, кг/м3;
нормальная скорость распространения ламинарного пламени, м/с;
ширина фронта ламинарного пламени в данной рабочей смеси, мм;
газовая постоянная, Дж/кг.град.; критическое расстояние, минимальное расстояние между двумя поверхностями, при котором пламя способно распространяться, мм;
теплотворность рабочей смеси, кДж/кг; температура адиабатического пламени, К; объем первичного очага воспламенения, м3; константы скорости реакции, с-1; порядок реакции;
пробивное напряжение искрового промежутка, кВ; давление во впускном трубопроводе двигателя, Па; К,К^Кг,Кз- постоянные;
£мин - минимально допустимая величина радиуса первичного очага воспламенения, мм;
О л. о. - энергия первичного очага воспламенения, Дж;
е - эффективный удельный расход топлива, г/кВт.час;
ГПт - средняя молекулярная масса топлива;
Уи - относительная площадь теплоотвода в рабочую смесь;
Гп - площадь теплоотвода в электроды свечи зажигания, м2;
К- - площадь теплопередачи в рабочую смесь, м2;
(Xс - относительная концентрация топлива в рабочей смеси;
X - стерпческий фактор;
к.п.д.- коэффициент полезного действия;
ч.н.м.- частиц на миллион.

(5кР

Пз -И пр

вается примерно на 40-60# /3.30/. Последнее б бензиновых двигателях объясняется увеличением относительной теплоотдачи в стенки, возрастанием насосных потерь и незначительным обогащением горючей смеси, неизбежным при сильном дросселировании двигателя /3.1;3.24/.
При уменьшении нагрузки изменяются условия воспламенения смеси, а предел эффективного обеднения смещается в сторону более богатой смеси. Длительность начальной фазы сгорания увеличивается при практически неизменной длительности основной фазы . В результате общая продолжительность сгорания увеличи -вается /3.3/. При увеличении продолжительности сгорания на 10° п.к.в. термический к.п.д. двигателя уменьшается на 5-6# за счет термодинамического эффекта и на столько же за счет увеличения потерь в стенки /4.13/. Это связано с тем, что чем дальше от в.м.т. находится поршень, тем меньше степень расширения и тем меньше эффективность использования энергии. Тепловая энергия,выделившаяся после Тмакс. , используется в термодинамическом цикле в два-три раза хуже, чем тепло, выделившееся до Тмакс.
/3.47/.
Увеличение общей длительности сгорания при дросселировании требует увеличения опережения зажигания, чтобы избежать чрезмерного уменьшения термодинамического к.п.д. из-за несоответствия участка сгорания термодинамически наивыгоднейшему. Однако увеличение опережения зажигания сопровождается ухудшением условий воспламенения, что вызывает необходимость некоторого обогащения смеси /3.30/.
С другой стороны, при дросселировании увеличивается относительный коэффициент остаточных газов ^ , что совместно с понижением давления к концу сжатия ухудшает условия для процесса сгорания /3.24/. Именно поэтому возникает необходимость увеличивать