Микропроцессорная система коррекции режимов работы двигателя внутреннего сгорания (Глава 1 дипломного проекта)

1.  Литературный обзор

1.1. Основные характеристики статических режимов работы ДВС

При  изучении свойств двигателя внутреннего сгорания (ДВС) как регулируемого объекта существенное значение имеет знание статических свойств работы ДВС.

Установившиеся режимы работы ДВС [13] характеризуются совокупностью многих параметров, отражающих те или иные свойства двигателя. К числу таких параметров относятся: N_e- мощность; М- крутящий момент; w- угловая скорость коленчатого вала; p_k-давление наддува; g_e- эффективный удельный расход топлива; g_ц - цикловая подача топлива; Т - температура; h- положение органа управления подачей топлива (дроссельной заслонки); a- коэффициент избытка воздуха; h_v- коэффициент наполнения; h_е- эффективный КПД; h_i-индикаторный КПД и др.     

Индикаторные диаграммы - диаграммы цикла в системах координат P-V или P-j, полученные определением давлений в различных точках цикла с помощью индикаторов давления.

Если в результате эксперимента или теплового расчета получена индикаторная диаграмма, то по ее площади, определяющей работу l_ц цикла, можно найти среднее индикаторное давление:                                

,                           (1.1)

где V_h - рабочий объем цилиндра двигателя.

По значению среднего индикаторного давления можно найти индикаторную мощность двигателя:                    ,                  (1.2)  где i_д - число цилиндров в двигателе, t_д - тактность двигателя, а также индикаторный КПД      

,         (1.3)  

где М₀- теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива; p_к, Т_к - соответственно, давление и температура во впускном коллекторе двигателя; Hu - теплота сгорания топлива; h_v - коэффициент наполнения цилиндра двигателя;  a - коэффициент избытка воздуха       

.                 (1.4)

Здесь М₁- действительное количество воздуха в цилиндре после дозарядки при давлении p_к и температуре Т_к. Зависимость между [N1] a, эффективной мощностью двигателя и  расходом топлива представлена на Рис.1.3.  

Одним из основных параметров двигателя является эффективная мощность двигателя N_e , представляющая собой разность между индикаторной мощностью двигателя и мощностью механических потерь. В общем случае

N_e=f(M; w; p_к; T; h; a;h_v; h_e;g_e;g_ц;Q;... ),                (1.5)

где Q- угол опережения зажигания.

Исходя из выражения (1.5) основной задачей управления двигателем (характеристиками рабочего процесса) является изменение параметров двигателя, влияющих на эффективную мощность.

Как известно основными этапами работы ДВС являются: впуск, сжатие, рабочий ход поршня ( сгорание топлива), выпуск.

Мощность двигателя, при прочих равных условиях, прямо пропорциональна количеству горючей смеси (воздуха и топлива), поступающей в его цилиндры. Неудачно спроектированные и изготовленные впускные трубы, клапаны и кулачки, неудачно подобранные фазы газораспределения, неправильные или неточные моменты подачи горючей смеси не дают возможность пройти горючей смеси в необходимых количествах в цилиндры двигателя, и он не будет развивать достаточную мощность.

Весовое наполнение двигателя за один цикл или один впуск в значительной степени зависит от величины и продолжительности открытия впускного отверстия.

Процесс впуска состоит из 5 этапов:

I.  Предварение впуска. Во время этого этапа горючая смесь в цилиндр почти не проходит из за малого открытия впускного отверстия. Этот этап необходим для того, чтобы к моменту начала опускания поршня после прохода им верхней