Техническая эксплуатация судовых дизелей.
1. Расчёт рабочего цикла.
В течение процессов выпуска и наполнения происходит смена заряда в цилиндре: отработанные газы удаляются, свежий воздух заполняет цилиндр.
Совокупность этих процессов принято условно называть процессом газообмена.
Рассмотрим в осях PVи первый процесс всасывания как самый и первый главный процесс в газообмене.
а) Р
Характеризуется
Р0Т0
PzTz
zPaVa
атм
Р
a
V
РаVc
Va
ВМТ НМТ
P
r n
α1 α
P0 V0
Pa
Vc Vs
В процессе всасывания в цилиндр поступил объём воздуха V0 свежего заряда, хотя теоретически возможно заполнение большого объёмаVs.
Отношение фактического количества свежего заряда к теоретически возможному, при данных давление и температуре окружающей среды называется коэффициентом наполнения:
Величина коэффициента наполнения определяет количество свежего заряда, поступившего в цилиндр, соответственно и количество топлива, которое сгорит за цикл. Значит от этого коэффициента зависит мощность двигателя. У тихоходных дизелей , т.е. из-за неполноты заполнения цилиндра теряется 10-20% теоретически возможной мощности, а у быстроходных коэффициентов ещё ниже. Чтобы улучшить процесс наполнения диаметр впускного клапана стараются делать больше, чем впуск.
Чтобы точнее показать от каких параметров зависит коэффициент наполнения (формулы примут вид).
,
Е = Va/Vc– степень сжатия;
Т0– температура атмосферного воздуха в К;
Та – температура конца наполнения в точке α в К;
- коэффициент остаточных газов у четырёхтактных дизелей без поддува составляет, гдеMr– количество остаточных газовкмоль;Ms– количество свежего заряда вкмоль.
Киломолем (кмоль) – называется количество вещества, число килограммов которого равно относительной молекулярной массе этого вещества. Так, 1 кмоль водорода равен 2 кг, кислорода 32 кг, углерода 12 кг и т.д.
Важными параметрами характеризующими процесс наполнения и влияющие на массу свежего заряда является температура Та в точке а и давление в конце наполнения Ра.
Та = Т0+Т +rTr ,
где Т0– температура атмосферного воздуха;
Т – приращение температуры в результате подогрева воздуха от стенок цилиндра и поршня;
rTr– температура остаточных газов
Процесс сжатия
Р
рс
С
Характеризуется
изменением РаVaна
отрезке ас в точке с
изменения РсVcпрекращается
температура увеличивается
α до 500º С.
Vc V
Va
При сжатии заряда в цилиндре двигателя происходит теплообмен между зарядом и стенами цилиндра. Процессы сжатия или расширения, свершающиеся с подводом или отводом теплоты, называются политропными.
Зависимость между параметрами состояния газа при политропном процессе характеризуется двумя уравнениями:
где n– показатель политропы (характеризует степень теплообмена), т.е. от величиныnзависит подводится теплота к газу или отводится.
Чтобы отличить показатель политропы сжатия от политропы расширение первый обозначают n1.
откуда
= 35 – 40 атм
При таком давлении воздух нагреется:
Тс = 500º - 600º
- средний показатель политропы.