2.2.5. Процесс выпуска

ЗИЛ

Процесс выпуска должен происходить таким образом, чтобы давление продуктов сгорания в конце выпуска и затраты работы на выпуск отработавших газов были минимальными. Большое влияние на затраты работы при выпуске оказывает сопротивление выпускной системы.

В процессе выпуска отработавших продуктов сгорания можно выделить три стадии: свободный выпуск, принудительный выпуск, продувка. Выпускной клапан открывается с опережением 40…75° до прихода поршня в НМТ.

В момент открывания клапана газ имеет следующие параметры:
Рb = Рвып – 0,4…0,6 МПа; Тb = Tвып = 900… 1 400 К. Поскольку давление в выпускном канале рr= 0,105…0,120 МПа, скорость истечения газов составляет 500… 700 м/с. До прихода поршня в НМТ из цилиндров на стадии свободного выпуска удаляется 50…60% отработавших газов.

Стадия принудительного выпуска соответствует движению поршня из НМТ в ВМТ. Скорость истечения газов определяется скоростью движения поршня и проходным сечением выпускного клапана. Температура и давление рабочего тела в это время изменяются незначительно.

Продувка цилиндра как завершающая стадия процесса выпуска происходит при нахождении поршня около ВМТ в период перекрывания выпускного и впускного клапанов (т.е. одновременного их открывания на угол 40…60°). Поток отработавших газов может идти при этом в обоих направлениях в зависимости от давления в цилиндре, впускном и выпускном трубопроводах.

Наиболее качественная продувка (более полная очистка цилиндра) достигается при настроенной системе газообмена, основанной на использовании колебательных процессов в системах впуска и выпуска. В соответствии с частотой колебаний потоков впуска и выпуска на определенных режимах работы ДВС длина и форма впускного и выпускного трактов выбираются таким образом, чтобы фронт волны разрежения в выпускном тракте приходил к выпускному клапану к моменту его закрывания, а фронт волны давления во впускном тракте приходил к впускному клапану в момент его открывания. В результате такого решения во впускном клапане создается давление большее, чем в цилиндре, а в выпускном клапане меньшее, чем в цилиндре, и отработавшие газы выталкиваются из цилиндра свежим зарядом, условия очищения цилиндра улучшаются, снижается температура днища поршней, головки блока и клапанов. Параметры газа в разных процессах рабочего цикла ДВС приведены в табл. 2.2.

Параметры газа в разных процессах рабочего цикла ДВС

Процесс

Бензиновые ДВС

Дизели

Давление р, МПа

Температура Т, К

Давление р, МПа

Температура Т, К

Впуск

0,075… 0,090

340…400

0,085…0,095

310… 360

Сжатие

1,2 …2,0

550…750

3,5…5,0

800…950

Сгорание

4,0…6,0

2 400… 2 800

5,5… 12,0

1 700-2 200

Расширение

0,2…0,6

1 200… 1 800

0,2…0,5

1 000…1 300

Выпуск

0,105…0,120

900… 1 100

0,105-0,120

700…900