2.4. Процес розширення
Початок розширення співпадає з ВМТ. У дизелів розширення протікає у дві стадії:
– розширення
при постійному тиску (при догорянні
палива), або попереднє розширення
(початок у точках
і
,
які співпадають з ВМТ) та
– розширення по політропі – остаточне розширення (початок у точках Рz і Тz).
2.4.1. Ступінню попереднього розширення ρ для дизеля називають відношення об'єму в кінці згоряння Vρ до об'єму камери згоряння Vс і визначають його за формулою:
ρ = Vρ/Vс = (β·Тz)/(λ·Тс), (2.22)
ρ = (1,0341·2192,052)/(1,65·890,009) = 1,547
2.4.2. Ступінню остаточного розширення δ для дизеля є відношення об'єму в кінці розширення Vb до об'єму Vρ. Ступінь остаточного розширення визначається як:
δ = Vb/Vρ = Vа/Vр = ε/ρ, (2.23)
δ = 16/1,547 = 10,342
2.4.3. Тиск і температура в кінці розширення Рb і Тb визначаються за формулами (2.32...2.35) при підстановці Vх = Vb. Враховуючи, що Vb/Vc = ε, а Vb/Vρ = δ, одержуємо відповідно для дизеля:
Pb = Pz/δn2, МПа (2.24)
Pb = 6,701/10,3421,292 = 0,327 МПа
Tb = Tz/δ(n2 -1), ˚К (2.25)
Tb = 2196,787/10,3421,292-1 = 1110,0 К
2.4.4. Значення показника політропи розширення n2 у курсовій роботі рекомендується знаходити через частоту обертання колінчастого валу двигуна n за формулою, уже згаданого вище, професора Петрова:
n2 = 1,22 + 130/n (2.26)
n2 = 1,22 + 130/1800 = 1,292
Орієнтовні значення параметрів газів у кінці розширення для автотракторних двигунів становлять:
Рb = 0,3...0,5 МПа і Тb = 1100...1200˚К – для дизелів БН,
2.5. Процес випуску (очистки циліндра)
При проектуванні двигуна вважають, що у процесі випуску тиск газів у циліндрі залишається незмінним, його значення Рr дорівнює прийнятому на початку теплового розрахунку (у пункті 2.1.2.).
Розрахункову температуру ВГ обчислюють за формулою:
,
˚К (2.27)
К
Після
обчислення розрахункової температури
відпрацьованих газів
проводять її порівняння з прийнятою на
початку розрахунку температурою Тr
(див. пункт 2.1.2.):
∆ = |( – Тr)/ | < 0,05 (2.28)
∆ = |(771,644-770)/771,644| = 0,0021
У разі отримання ∆ > 0,05 (тобто, більше 5%) необхідно провести уточнений розрахунок, починаючи з пункту 2.1.2. У курсовій роботі процес уточненого теплового розрахунку виконується з допомогою ЕОМ після перевірки другого розділу.
2.6. Для оперативної перевірки правильності теплового розрахунку на ЕОМ студентом повинен бути підготовлений список прийнятих і розрахованих даних у порядку, наведеному у табл. 2.1. До таблиці слід заносити визначену у розділі 1 та прийняту для подальших розрахунків потужність Nе.
2.7. Побудова індикаторної діаграми в координатах Р-V (рис. 2.1) виконується після перевірки правильності розрахунків робочого процесу. Індикаторну діаграму слід будувати на міліметровому папері формату А4.
По осі абсцис відкладають об'єм циліндра над поршнем, який може змінюватися у межах від Vс до Vа . Конкретні значення цих об'ємів поки що невідомі, тому за одиницю виміру вибирають значення Vс. Наприклад, якщо прийняти Vс = 10 мм по осі абсцис, то при ступіні стиску ε = 15 об'єм Vа буде відповідати 15·10 = 150 мм. Отже вся діаграма повинна розміститися між поділками 10 мм (ВМТ) і 150 мм (НМТ). Після обчислення конкретних розмірів циліндрово-поршневої групи буде неважко визначити конкретні значення об'ємів: для цього досить буде нанести ще одну шкалу по осі абсцис згідно з перерахованим масштабом.
По осі ординат відкладають тиск газів у циліндрі. Масштаб слід вибирати таким, щоб повністю використати площу формату. Але при цьому необхідно виконувати вимоги стандартів: масштаби повинні належати до ряду чисел: 0,01, 0,02, 0,025, 0,04, 0,05, 0,075, 0,1 (МПа/мм). Згідно з вибраним масштабом по осі ординат наносимо шкалу тиску у МПа.
Таблиця 2.1.