Влияние фаз газораспределения процесса впуска на параметры и показатели рабочего цикла в дизеле с механическим приводом компрессора наддува

В статье представлены особенности оценки учета фаз газораспределения процесса впуска как параметров системы газообмена при определении влияния коэффициента наполнения цилиндра свежим зарядом на индикаторные показатели рабочего цикла в дизеле с механическим приводом компрессора наддува. При формировании методических подходов к оценке влияния фаз газораспределения на индикаторные показатели рабочего цикла посредством воздействия на коэффициент наполнения цилиндра свежим зарядом учитываются такие особенности, как модернизация механизма газораспределения в существующем дизеле и разработка его для вновь проектируемого дизеля. В качестве составляющих суммарных потерь при определении коэффициента наполнения цилиндра свежим зарядом отмечаются газодинамические потери, потери от подогрева воздушного заряда стенками цилиндра, от расширения остаточных газов и от заброса свежего заряда во впускной коллектор, а также определяется приращение коэффициента наполнения вследствие дозарядки цилиндра свежим зарядом рационализацией выбора момента закрытия впускного клапана. Численное моделирование рабочего цикла дизеля при изменении фаз газораспределения выполнялось в двух вариантах: с оценкой влияния коэффициента наполнения на показатели рабочего цикла без учета взаимосвязей коэффициента наполнения с коэффициентом избытка воздуха, продолжительностью процесса сгорания и коэффициентом эффективности сгорания в условиях увеличения расхода топлива и с учетом этих взаимосвязей при сохранении неизменным расхода топлива дизелем. При оценке использованы методы расчетно-экспериментального исследования рабочего цикла на основе алгоритмов и программ термодинамического синтеза теоретических индикаторных диаграмм давления газов в цилиндре, в результате которых получены изменения давления и температуры газа в цилиндре в функции угла поворота коленчатого вала, а также такие индикаторные показатели рабочего цикла, как среднее индикаторное давление, удельный индикаторный расход топлива, максимальные давление и температура газа в цилиндре и т. п. В результате анализа теоретических индикаторных диаграмм давления и индикаторных показателей рабочего цикла определено недостаточно изученное влияние фаз газораспределения на возможности повышения мощности дизеля при сохранении и изменении коэффициента избытка воздуха. При этом наибольший эффект оптимизации фаз газораспределения по критерию максимального значения среднего индикаторного давления отмечается при сохранении коэффициента избытка воздуха. В этом случае удается обеспечить неизменным удельный индикаторный расход топлива, максимальную температуру газа при некотором повышении максимального давления газа в цилиндре с ростом среднего индикаторного давления дизеля. Влияние оптимизации фаз газораспределения на возможности повышения мощности дизеля при изменении коэффициента избытка воздуха характеризуется незначительными ростом среднего индикаторного и максимального давлений, несущественным снижением удельного индикаторного расхода топлива и некоторым уменьшением максимальной температуры газа в цилиндре дизеля.