З рівнянь видно, що на величину коефіцієнта наповнення впливають тиск ра і температура Та в кінці впуску, підігрів заряду AT, коефіцієнт залишкових газів уост, температура Тг, а також ступінь стиснення е. Найбільший вплив надає величина - або -. РоРп
Значення цих величин, як було показано вище, залежать від ряду факторів. При підготовці до виробництва нових зразків двигунів прагнуть по можливості зменшити негативний вплив цих факторів на наповнення двигуна. Ретельна обробка внутрішньої поверхні впускного трубопроводу і раціональна його конструкція з найменшим числом поворотів забезпечують зниження опорів у впускний системі; більш досконала організація випуску відпрацьованих газів сприяє зменшенню кількості залишкових газів; можливість регулювання обігріву впускного трубопроводу дозволяє в карбюраторних двигунах уникнути надмірного підігріву свіжого заряду.
Наповнення двигуна при постійному числі обертів і зміні навантаження. Зміна навантаження в карбюраторних двигунах при постійному числі обертів колінчастого вала досягається переміщенням дросельної заслінки, в результаті цього зменшується або збільшується кількість що надходить в циліндр горючої суміші.
При зниженні навантаження дросельну заслінку прикривають, внаслідок зменшення прохідного перетину гідравлічні опору у впускний системі зростають, що призводить до зниження тиску ра. Штриховий лінією показана індикаторна діаграма газообміну при прикритої дросельної заслінки. З діаграми видно, що в цьому випадку в процесі впуску тиск в циліндрі знижується, внаслідок чого коефіцієнт наповнення зменшується.
У впускний системі дизелів відсутні будь-які пристрої, що змінюють кількість що подається в циліндр повітря, так як зміна навантаження в дизелі досягається регулюванням кількості палива, що впорскується. Отже, при постійному числі обертів колінчастого вала гідравлічні опору у впускний системі дизеля залишаються незмінними.
На величину коефіцієнта наповнення в дизелі при зміні навантаження впливає тільки підігрів повітря.
При збільшенні навантаження через виділення більшої кількості теплоти підвищується температура стінок циліндра, днища поршня і головки циліндрів. В результаті цього в міру збільшення навантаження надходить в циліндр повітря підігрівається більше, і коефіцієнт наповнення дещо знижується.
Наповнення двигуна при змінних числах оборотів. Як видно з рівняння. втрати тиску у впускний системі прямо пропорційні квадрату швидкості руху заряду.
При підвищенні числа обертів двигуна швидкість руху заряду у впускний системі збільшується приблизно пропорційно числу обертів. У зв'язку з цим зростають відповідно гідравлічніопору, а тиск ра знижується. Така ж картина спостерігається і в випускний системі, де з підвищенням числа оборотів зростає тиск залишкових газів рг і збільшується їх кількість.
При підвищенні швидкісного режиму підігрів заряду через скорочення часу зіткнення його з гарячими стінками зменшується.
Як показали досліди, у більшості автомобільних двигунів підігрів в порівнянні зі зростаючими опорами на впуску і випуску менше впливає на г] у.
В результаті спільної дії цих факторів після досягнення швидкісного режиму, при якому при відповідним чином підібраних фазах газорозподілу гу має найбільше значення, подальше збільшення числа оборотів призводить до зменшення коефіцієнта наповнення.
На рис. 48 показано зміна коефіцієнта наповнення карбюраторного двигуна і дизеля в залежності від числа обертів. Найбільші коефіцієнти наповнення rvУ обох двигунів відповідають определеннимчіслам оборотів.
Зниження коефіцієнта наповнення і у при зменшенні числа обертів пояснюється посиленням підігріву заряду внаслідок збільшення проміжку часу, протягом якого він стикається зі стінками, і невідповідністю фаз газорозподілу умов газообміну при зниженому числі оборотів. Необхідно відзначити, що при малих числах оборотів збільшується витік заряду через поршневі кільця (особливо у двигунів з великим зносом поршневих кілець і дзеркала циліндра).
З рис. 48 видно, що коефіцієнт наповнення rjyпрі повному навантаженні у дизеля (крива 2) дещо вищий, ніж у карбюраторного двігателг (крива 3) і змінюється менш значно залежно від швидкісного режиму. Це пояснюється тим, що у впускний системі дизеля відсутні карбюратор і дросельна заслінка, вследствіечегоГідравліческіесопротівленія у нього менше.
У карбюраторного двигуна у міру прикриття дросельної заслінки через зростаючих опорів коефіцієнт наповнення падає різкіше (криві 4 і 5). Така залежність коефіцієнта наповнення від числа обертів при прикритті дросельної заслінки, як буде показано нижче, забезпечує обмеження максимальної кількості оборотів при зниженні навантаження і
стійку роботу двигуна при мінімальному числі оборотів холостого ходу.
У дизелі через зменшення підігріву повітря при зниженні навантаження коефіцієнт наповнення rvрастет. Крива 1 показує зміну коефіцієнта наповнення дизеля при його роботі на холостому ходу.
Вплив ступеня стиснення. При зміні ступеня стиснення змінюються умови підігріву заряду в циліндрі двигуна, а також кількість залишкових газів і їх температура. Вплив окремих факторів при цьому взаємно компенсується. Досліди показали, що коефіцієнт наповнення практично незалежний отстепенісжатія.
Вплив розмірів циліндра, відносини ходу поршня до діаметру циліндра і розташування клапанів. При великих діаметрах циліндра можна розмістити клапани більшого діаметру. Збільшення діаметра впускного клапана дозволяє здійснити процес впуску при меншій швидкості руху заряду, що призводить до зниження гідравлічних втрат і підвищенню коефіцієнта наповнення.
В даний час великого поширення отримують корот-коходние двигуни, в яких відношення ходу поршня до діаметру циліндра менше одиниці. Одним з переваг цих двигунів, що мають порівняно великий діаметр циліндра, є можливість розміщення в голівці циліндрів клапанів великої діаметрапрі верхньому їх розташуванні.
На рис. 49 показані конструктивні схеми впускних каналів карбюраторних двигунів і дизелів. Верхнє розташування клапанів і відповідна форма впускних каналів забезпечує плавний впуск свіжого заряду. В цьому випадку гідравлічні опору знижуються і коефіцієнт наповнення збільшується. Крім того, при наявності впускних каналів спеціальної форми утворюється спрямований рух робочої суміші в циліндрі, необхідне для кращого протікання процесу сумішоутворення і згоряння.
Вплив фаз газорозподілу. Коефіцієнт наповнення залежить від тривалості і моменту відкриття і закриття впускних і випускних органів, т. Е. Від фаз газорозподілу.
Вплив фаз газорозподілу на коефіцієнт наповнення не піддається розрахунку, і їх вибір проводиться досвідченим шляхом. З урахуванням впливу фаз газорозподілу коефіцієнт наповнення для чотиритактного двигуна можна підрахувати за рівнянням
коефіцієнт дозарядки, що враховує додаткову кількість заряду, що надходить при русі поршня від н. м. т. до моменту закриття впускного клапана (лінія а4, рис. 42, б).
коефіцієнт продування, що враховує додаткове очищення циліндрів в період перекриття клапанів при знаходженні поршня поблизу ст. м. т.
Для чотиритактних двигунів з наддувом замість Т0 і Р0 в рівняння (192), (193) і (194) необхідно підставляти значення Тк і рк.
Вибрані досвідченим шляхом фази газорозподілу забезпечують оптимальні умови по наповненню для деякого інтервалу зміни швидкісного режиму двигуна. Це означає, що для автомобільних двигунів, що працюють в широкому діапазоні зміни чисел оборотів колінчастого вала, не можна підібрати фази газорозподілу так, щоб вони були найкращими для всіх випадків. Число оборотів, при якому виробляють підбір фаз, вибирають в залежності від вимог, що пред'являються до двигуна при його експлуатації.
Вплив коливальних явищ в трубопроводах. У трубопроводах автомобільних двигунів в процесі впуску та випуску виникає коливальний рух газів, що приводить до утворення хвиль тиску. Це явище можна використовувати для збільшення маси що надходить в циліндр заряду. Якщо, наприклад, налаштувати випускну систему так, щоб до кінця процесу випуску в момент перекриття клапанів в ній утворилося розрідження, то кількість відпрацьованих газів, що випливають з циліндра, збільшиться, а УТОС? "Зменшиться. В результаті цього в циліндр двигуна надійде більшу кількість свіжого заряду.