Значение эффективного распыливания топлива воздухом в компрессорных двигателях было разъяснено выше.
Падение давления и производительности компрессоров происходит по многим причинам. Одна из главных причин — это нарушение условий полноценного всасывания окружающего воздуха в ступень низкого давления компрессора. Повышение влажности воздуха оказывает сравнительно малое влияние. Можно считать, что при увеличении относительной влажности всасываемого воздуха с φ= 40% до φ = 80% производительность компрессора падает на 0,6—1%. Зато очень большое значение имеют температура и давление всасываемого воздуха [30].
Относительную производительность компрессора в зависимости от давления и температуры всасывания можно выразить такой формулой:
(141)
где: G — доля производительности компрессора от таковой при 0 град. и 760 мм рт. от.; р —давление всоса, мм рт. ст.; t — температура всасываемого воздуха, °С.
Из этой формулы видно, что повышение температуры всасывания с 15 до 50° С, при падении давления с 760 мм рт. ст. до 700 мм рт. ст., влечет за собой уменьшение производительности более чем на 20%. Ухудшение условий всоса компрессоров с падением давления при входе в цилиндр происходит из-за конструктивных или эксплуатационных недостатков. К первым относятся такие: неправильные, выполненные с малыми сечениями, всасывающие патрубки компрессора, невысокий подъем клапана при всасывании и необтекаемая форма клапана, оказывающая сама по себе большое местное сопротивление. Малые сечения при подъеме клапана приводят к недопустимым по величине входным скоростям в клапане, превышающим 30— 35 м/сек. Такие случаи чаще всего имеют место при изготовлении клапанов на месте взамен вышедшего из строя. Невысокий, с запозданием открытия, подъем клапана получается и при излишне тугой пружине всасывающего клапана. К недостаткам, затрудняющим из-за плохой эксплуатации условия всоса, относятся также загрязнение клапанов нагаром, плохая регулировка пружин и т. д.
Производительность компрессора и давление сжатия в первой ступени компрессора падают из-за обратного пропуска воздуха при неплотных, плохо притертых клапанах. Загрязнение в процессе эксплуатации, появление царапин на уплотняющих поверхностях всасывающих клапанов происходят при работе компрессора и всей установки в грязном, пыльном помещении. При разогревании всасывающего патрубка близ расположенными горячими поверхностями или за счет обратного выбрасывания сжатого горячего воздуха из-за неплотности всасывающего клапана повышается температура всоса.
Падение производительности компрессора может быть и при неправильной установке величины камеры сжатия, которая должна иметь высоту, в точности соответствующую указанной в инструкциях. Для ступени высокого давления эта величина не превышает обычно 0,4—0,5 мм, а для ступени низкого давления — вдвое выше.
Объемный коэффициент полезного действия компрессора для воздуха при п =1,33 может быть определен по формуле:
(142)
где: — относительная, величина камеры сжатия или отношение объема этой камеры к объему, описываемому поршнем;
р1 и р2 — давления в начале и в конце сжатия, ата.
Беря отношение λ2 и λ1 при сохранении величины относительного сжатия р2/p1 постоянной, получим:
или
(143)
Поэтому, если относительная величина камеры сжатия увеличилась с εо1 =0,05 до εо2=0,10, подача компрессора при
а = (Р2/Р1)0,75 — 1 = 3,3 уменьшится:
У многоступенчатых компрессоров необходимо добиваться глубокого охлаждения сжатого воздуха в промежуточных холодильниках, так как повышение температуры компрессора ведет к уменьшению производительности, к большей затрате энергии на привод и может, кроме того, дать преждевременную вспышку смазки, не говоря уже о возможности коксообразования и заклинивания поршневых колец. Теоретически процесс должен приближаться к изотермическому, требующему наименьших затрат энергии на сжатие.
Недостаточное охлаждение воздуха в промежуточном холодильнике вызывается или недостаточной поверхностью охлаждения холодильника (что встречается редко), или загрязнением поверхности накипью со скоростью воды, пылью и смазкой с воздушной стороны.
Понижение фактической весовой подачи воздуха компрессором, помимо неисправности всасывающих клапанов, происходит и из-за наличия износа поршневой группы. Износу способствует слишком большая смазка, которая начинает гореть с выделением кокса, и попадание пыли при отсутствии пылеуловителя.
Контрольными цифрами предельного износа в поршневой группе могут служить следующие: для поршня износ не должен быть больше 0,0013 диаметра цилиндра, для цилиндра в направляющей части не больше 0,002 диаметра и для зазоров в замках поршневых колец не более 0,0125 диаметра.
