Надпоршневые зазоры
Опыты показали, что уменьшение надпоршневых зазоров способствует не только значительному улучшению топливной экономичности дизеля, но и снижению его тепловой (вследствие увеличения коэффициента избытка воздуха) и механической напряженности. Максимальные давления сгорания изменяются несущественно, но в связи с улучшением условий воспламенения топлива заметно уменьшаются скорости нарастания давления и изменяется характер зависимости давления сгорания по углу поворота коленчатого вала.
При больших надпоршневых зазорах изменение давления сгорания р по углу поворота коленчатого вала характеризуется увеличенной амплитудой и высокой частотой колебаний давления, а при малых надпоршневых зазорах этого практически не наблюдается.
Таким образом, целесообразно, чтобы надпоршневой зазор был менее 1 мм, а контроль его при сборке двигателя может стать одним из средств уменьшения его тепловой напряженности, т. е. повышения надежности. Однако совокупность допусков на изготовление деталей, размеры которых определяют этот зазор, не позволяет уменьшить его до указанной величины из-за возможности удара поршня о клапаны и головку блока. Поэтому при изготовлении поршня в дальнейшем целесообразно ввести операцию подрезки его днища перед окончательной сборкой или разбивку поршней на группы по высоте.
В отличие от дизеля без наддува энергетические и экономические показатели модификаций с газотурбинным наддувом в несколько меньшей степени зависят от доли активно используемого воздуха в объеме сжатия вследствие работы их при больших коэффициентах избытка воздуха. На надежность дизелей влияет не только количество поступающего заряда в цилиндры, определяемого коэффициентом наполнения, но также и температура заряда, от которой непосредственно зависит тепловая и механическая напряженность деталей, особенно при форсировании дизеля посредством наддува, и интенсивность вращательного движения заряда в цилиндре, определяющего качество смесеобразования.
Известно, что заряд цилиндра зависит от гидравлического сопротивления системы впуска, которое в значительной степени определяется сопротивлениями воздухоочистителя и впускного канала. Сопротивление воздухоочистителя в исходном состоянии находится в диапазоне, соответствующем разрежению во впускном тракте 200-250 мм вод. ст. При загрязнении воздухоочистителя сопротивление его возрастает. Опыты показали, что увеличению разрежения на каждые 100 мм вод. ст. соответствует уменьшение коэффициента наполнения в среднем на 1,5%. В процессе эксплуатации дизеля во впускном канале образуются смолистые отложения из-за попадания в него масла со стороны фильтра, направляющих втулок клапанов, а также из цилиндра. В результате коэффициент наполнения уменьшается несколько более интенсивно, чем было указано выше.
Изготовление головок блока литьем в условиях массового производства приводит к некоторому отклонению формы и размеров впускного канала от заданных, в результате чего его среднее за период впуска гидравлическое сопротивление изменяется в пределах 65-90 мм рт. ст. и интенсивность создаваемого им вращательного движения заряда в цилиндре в пределах 10-6 м2/с (в единицах циркуляции). При этом окружная скорость заряда в камере сгорания в момент подачи топлива составляет 20-30 м/с, а указанным изменениям сопротивления впускного канала соответствует колебание коэффициента наполнения в пределах 0,8-1- 0,82. В случае изменения коэффициента наполнения на 1% энергетические и экономические показатели дизеля изменяются в среднем на 0,6%.
