Współzależność oporów przepływu w układzie dolotowym i wylotowym silnika spalinowego

Realizacja procesu wymiany ładunku silnika spalinowego bezpośrednio wiąże się z koniecznością pokonania napotykanych oporów przepływu, a więc z potrzebą wykonania odpowiedniej pracy wymiany ładunku w ramach każdego cyklu. Praca wymiany ładunku zawsze przyjmuje wartości ujemne, a przez to przyczynia się bezpośrednio do pomniejszenia wielkości pracy wewnętrznej oraz pracy efektywnej, wykonywanej przez czynnik roboczy. Rozważania dotyczą ogólnego przypadku wymiany ładunku silnika spalinowego o zapłonie iskrowym, w którym uwzględnia się proces napełniania silnika oraz proces wypływu spalin. Istotną rolę, w układzie dolotowym, odgrywa opór przepływu na przepustnicy, szczególnie w przypadku częściowego jej otwarcia. W typowych rozwiązaniach silników o zapłonie iskrowym opór ten spełnia rolę elementu regulacji obciążenia. Problematykę zilustrowano wynikami badań eksperymentalnych spadków ciśnienia po stronie dopływu świeżego ładunku oraz spadków ciśnienia spalin w układzie wylotowym silnika o zapłonie iskrowym. Istnieje ścisła współzależność pomiędzy badanymi spadkami ciśnień. Wzrost spadku ciśnienia w układzie dolotowym powoduje zmniejszanie spadku ciśnienia po stronie wypływu spalin. Analizowaną współzależność spadków ciśnień przedstawiono w ujęciu jakościowym i ilościowym w całym polu pracy silnika. Określono wzajemne zależności pomiędzy eksploatacyjnymi parametrami pracy silnika a warunkami przepływu świeżego ładunku oraz warunkami przepływu spalin.

---

Charge exchange process in an internal combustion engine is directly connected with the necessity of overcoming the encountered flow resistances, so with the need of performing the charge exchange work within a framework of every cycle. The charge exchange work takes always the negative values and through that, it contributes to decrease of the internal and effective work performed by a working medium. The problems under consideration refer to the general case of the charge exchange process of a spark ignition engine in which the filling process and the exhaust gas outflow are taken into consideration. A significant role in the inlet system plays the resistance of the flow of a fresh charge through the throttle, particularly when its partially opened. This resistance performs a function of the load control element in the typical spark-ignition engines. The problem has been illustrated by the experimental test results of the pressure drop ?pd on the side of the fresh charge flow and the pressure drop ?pw in the exhaust system. There is accurate correlation between the investigated pressure drops. An increase of the pressure drop in the inlet system results in a decrease of the pressure drop in the exhaust system. The analysed correlation of the pressure drops is presented qualitatively and quantitatively in the whole operation area oh the engine. Relations have been determined between the engine operating parameters and the flow conditions of the fresh charge and exhaust gas.