Cтраница 47 из 129
1. Вихревое движение. Цилиндры двигателей, по определению, являются цилиндрическими телами, а отверстия клапанов впуска почти всегда смещены относительно оси цилиндра. Понятно поэтому, что основным движением газа в процессе впуска является вихревое движение. Его наличие можно продемонстрировать, устанавливая простые лопастные колеса в двигателях, приводимых в движение от другого двигателя, а интенсивность можно примерно оценить, подсчитывая число оборотов лопасти, которое примерно равно половине фактической частоты вращения потока газа. Обычно интенсивность характеризуется отношением частоты вращения топливного заряда к частоте вращения вала двигателя.
Скотт с помощью высокоскоростной кинофотосъемки изучал вихревое движение в макете дизельного двигателя в условиях горения, наблюдая за движением характерных элементов структуры пламени. Вихревое движение нельзя считать простым вращательным движением, наблюдаемым в экспериментах с лопастными колесами. В процессе впуска скорость вихревого движения меняется при изменении скорости движения воздуха во впускном канале, и вихрь приобретает слоистую структуру, сохраняющуюся в процессе сжатия до достижения поршнем ВМТ. В окрестности ВМТ различные слои перемешиваются, что приводит к возникновению турбулентности у стенок камеры и мест резкого изменения формы. Вихревое движение в цилиндрах редко бывает осесимметричным, как правило, исследования с помощью лазерного доплеровского измерителя скорости показывают наличие смещенных относительно оси вихрей.
Слишком интенсивное вихревое движение является причиной увеличения насосных потерь и потерь теплоты в цикле, что приводит к увеличению удельного расхода топлива. Оно также может быть причиной значительного, приводящего к гашению пламени увеличения скорости движения заряда в окрестности свечи зажигания. В идеальном случае вихревое движение в окрестности свечи зажигания до подачи искры должно вырождаться в мелко- или микромасштабное турбулентное движение.
|