Главное меню

Применение системы Миллера в газовых двигателях

В связи с детонацией температура начала сжатия и соответ­ственно начала сгорания у газовых двигателей значительно силь­нее влияет на мощность, чем у дизелей, поэтому от применения системы Миллера в газовых двигателях, подобно тому как и от применения способа турбодетандерного охлаждения, следует ожидать большего эффекта, чем в дизелях. В работе помимо турбодетандерного охлаждения подробно исследовалось и при­менение способа Миллера в газовых двигателях (с помощью сравни­тельных расчетов рабочих циклов).

Подъем выпускного и впускного клапанов при разлчных углах открытия

На рис. 9.13 показана диаг­рамма газораспределения для выпускного и впускного клапанов; для последнего изображены варианты более раннего закрытия по способу Миллера. Для двигателя с обычным наддувом впускной клапан закрывается через 55° п. к. в. после н. м. т. (?пер = 235° п. к. в., отсчет от в. м. т. периода газообмена), а для спо­соба Миллера углы закрытия впускного клапана ? = 180, 160, 140 и 120° п. к. в.

На рис. 9.14 показаны графики изменения давления в ци­линдре при принятом равном давлении сжатия (т. е. соответственно более высокое давление наддува при более раннем закрытии впуск­ного клапана) и соответствующего изменения температуры для различных углов закрытия впускного клапана. Зависимость рабочих параметров, рассчитанных для давления наддува р2 = 2,3 кгс/см2 (2,26 бар), к. п. д. турбокомпрессора ?тк = 0,6 и температуры наддувочного воздуха tвп = 60° С, от момента закрытия впускного клапана представлена на рис. 9.15.

Из этого рисунка видно, что на границе детонации мощность может быть повышена примерно на 36% (при возрастании ре от 10,6 до 14,5 бар). При этом максимальное давление сгорания повышается с 84 до 110 бар, потребное давление наддува — с 2,26 до 4,5 бар, температура выпускных газов — примерно на 50° С. Уменьшение расхода теплоты составляет ~5%. Результаты названных выше расчетов показывают, что с помощью способа Миллера на газо­вых двигателях можно достичь увеличения мощности на 25—40% в зависимости от давления наддува, температуры наддувочного воздуха за охладителем, к. п. д. турбокомпрессора и др. Согласно этим результатам, применение способа Миллера в газовых дви­гателях более перспективно, чем применение турбодетандерного охлаждения. Кроме того, способ Миллера проще, в особенности при его использовании в газовых двигателях, работающих по циклу Отто с зажиганием от запальной свечи. В отличие от турбо­детандерного охлаждения, в системе Миллера требуется только один турбокомпрессор (если требуемое повышение мощности может быть достигнуто при одноступенчатом наддуве). Еще одним преимуществом его является то, что поскольку воспла­менение в газовых двигателях с принудительным зажиганием не зависит от температуры сжатия и, следовательно, от степени сжатия, то здесь не требуется изменения в ходе эксплуатации угла закрытия впускного клапана, как у дизелей, а этот угол может быть твердо установлен на более раннее закрытие, например 40° п. к. в. до н. м. т.

Способ Миллера практически успешно применяется в газовых двигателях — где с его помощью достигается повышение мощности, которое (в отличие от исполь­зования этого способа в дизелях) достаточно велико по сравне­нию с необходимыми затратами. Отсюда можно заключить, что применение этого способа было бы целесообразно и в двигателях с принудительным зажиганием, работающих на жидких топливах, если бы на этих двигателях применялся наддув с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Следует также отметить бла­гоприятное влияние способа Миллера (при правильном согласо­вании с настроенным турбокомпрессором) на качество выпускных газов.