2. СХЕМАТИЗАЦИЯ ВОЗМУЩАЮЩИХ СВОЙСТВ ДВС

Силовые характеристики отдельных цилиндров ДВС различных типов определяются для различных типов ДВС (рис. 1, а-г) по формулам табл. 1, в частном случае зависимости от а показаны на рис. 2 (а — для дизеля; для карбюрз торного двигателя; 1 — экспериментальные данные; 2 — расчетные).

Рис. 1 (см. скан)

(см. скан)

Безразмерные компрессионная и индикаторная силовые характеристики являются периодическими функциями по углу поворота коленчатого вала а, отсчитываемого от верхней мертвой точки (ВМТ) поршня:

где тактность двигателя.

Параметры (см. табл. 1) являются в общем случае функциями скоростного и нагрузочного режимов ДВС и определяются по результатам теплового расчета двигателя или на основе экспериментальных характеристик [4, 5].

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Представленные в табл. 1 аппроксимирующие зависимости для безразмерных компрессионной К и индикаторной периодических функций характеризуют изменение этих функции в пределах периода (рис. 3 и 4). Коэффициенты этих зависимосте определяются для различных типов ДВС по табл. 2.

2. Коэффициенты аппроксимирующих зависимостей безразмерных компрессионной и индикаторной функций

(см. скан)

Общая силовая характеристика рядного ДВС (см. рис. 1, а, г), имеющего цилиндров, описывается совокупностью функций соответствующих отдельным кривошипам коленчатого вала двигателя. Аргументы в общем случае следует представить в виде

где соответственно циклическая и динамическая составляющие угла поворота кривошипа; угол поворота коленчатого вала между вспышками в и первом цилиндрах.

Если не учитывают свойства двигателя — ограниченного по мощности источника энергии, то выполняют переход от позиционного к временному описанию силовых характеристик

где текущее значение средней угловой скорости двигателя на рассматриваемом режиме.

Начало отсчета углов (времени осуществляется от одной из ВМТ первого цилиндра ДВС. В частном случае при анализе стационарных скоростных режимов двигателя следует принимать

В многорядных двигателях (см. рис. 1, б) на каждый из кривошипов коленчатого вала действует вращающий момент отсека двигателя, определяемый по формулам, приведенным в табл. 1. В формулах для многорядных двигателей параметр представляет собой угол поворота коленчатого вала между вспышками в и первом цилиндрах, работающих на кривошип.

(см. скан)

В двухтактных двигателях с противоположно движущимися поршнями (см. рис. 1, в) рабочий процесс в каждом цилиндре описывается двумя силовыми характеристиками определяемыми по формулам табл. 1. Функции описывают вращающие моменты, приложенные к кривошипам коленчатых валов, управляющих соответственно выпускными и продувочными окнами. Аргументы указанных функций связаны следующими соотношениями:

где соответственно циклическая и динамическая составляющие угла поворота кривошипа коленчатого вала, управляющего выпускными окнами;

Рис. 5

и то же, для коленчатого вала, управляющего продувочными окнами; — сдвиг циклических фаз коленчатых валов относительно ВМТ соответствующих цилиндров, рад.

При решении многих задач динамики силовых установок рациональными представлениями силовых характеристик ДВС являются соответствующие им тригонометрические ряды Фурье. Составляющие амплитудного и фазового спектров этих рядов определяются для различных видов ДВС по формулам, приведенным в табл. 3, и в соответствии с графиками на рис. 5 (обозначения см. рис. 2) [4, 5].