12. Параметры газов в конце сгорания

Двигатели	, МПа	, К
Карбюраторные двигатели	3,5...5,5	2400...2900
Газовые двигатели	3,0...5,0	2200...2500
Дизельные без наддува	4,5...10,5	1700...2300
Дизельные с наддувом	7,5...11,0	1800...2400
Дизельные двухтактные	4,5...10,5	1800...2100

1.5. Расчет процесса расширения.

Процесс считается политропным. Параметры состояния конца процесса расширения определяйте по следующим зависимостям:

, ,

где - показатель политропы расширения, который зависит от конструктивных параметров, режимов работы и условий эксплуатации двигателя (табл. 13)

Расчетная величина среднего для карбюраторных двигателей определяется: , где n- частота вращения вала двигателя, мин^-1

Для дизельных двигателей полученное значение n₂ следует уменьшить на 0,04...0.05. Параметры конца расширения приведены в таблице 13.

13. Параметры газов в конце выпуска

Двигатели	n2	Pb, МПа	Tb, К
Карбюраторные двигатели	1,23...1,30	0,35...0,60	1400...1700
Газовые двигатели	1,23...1,30	0,35...0,60	1400...1700
Дизельные без наддува	1,18...1,28	0,20...0,50	1000...1400
Дизельные с наддувом	1,15...1,20	0,20...0,50	1100...1400
Дизельные двухтактные	1,18...1,25	0,20...0,40	1000...1200

1.6. Построение индикаторной диаграммы.

Индикаторную диаграмму поршневого двигателя строят по результатам теплового расчета аналитическим или графическим метолом. При этом используют расчетные значения давлений в характерных точках диаграммы:

Эти точки наносятся на диаграмму. При этом объем V_c выбирается произвольно, другие подсчитываются через него. На вертикальной линии, определяющей объем V_c, в принятом масштабе от оси абсцисс откладывают значения давлений газов P_r, P_c, P_x, а на вертикальной линии, ограничивающей объем V_h, откладывают давления газов P_a и P_b. Затем строится политропа сжатия по уравнению

и политропа расширения ,

где P_i и V_i- текущие значения давления в цилиндре двигателя и объема надпоршневого пространства.

Действительная диаграмма в отличие от теоретической в конце расширения будет иметь меньшее давление, чем Р_b, так как в точке g начинается открытие выпускных клапанов. При расчете его можно считать приблизительно равным Р_x.

Процесс горения в цилиндре двигателя начинается до прихода поршня в В.М.Т., поэтому давление газов в конце хода сжатия будет больше Р_С. Приблизительно его значение определяется по давлению в точках е и z

Для дизельных двигателей точка с максимальным значением Р_d берется обычно по середине отрезка zz^’. Остальные точки (f, k, g ) располагаются так, чтобы площадь действительной диаграммы afedkgxa составляла 0,92...0,97 площади теоретической диаграммы acz'zba.

Приведенные значения коэффициента полноты диаграммы (φ_п = 0,92...0,97, для 2-х тактных двигателей с петлевой продувкой φ_п = 1,0) получены при испытании двигателей. Большие значения φ_п относятся к карбюраторным двигателям, а меньшие к быстроходным дизелям.

При округлении диаграммы карбюраторного двигателя максимальное давление цикла по сравнению с расчетным несколько снижается. P_d = 0,85 P_z

Точка d у них расположена на 12...15 позже В.М.Т. Давление в процессе наполнения цилиндра свежим зарядом на действительной диаграмме изображается постоянным и равным Р_а. Давление процесса выпуска изображается прямой соединяющей точку х с г. Вблизи В.М.Т. линия наполнения плавно закругляется, с тем, чтобы она прошла через точку г.

Особенности рабочего цикла двухтактных двигателей. Двухтактные двигатели отличаются от четырехтактных тем, что удаление ОГ из цилиндра и заполнение его свежим зарядом осуществляется выпуском ОГ в конце хода расширения и продувкой цилиндра воздухом или смесью, предварительно сжатыми до давления 0,12...0,15 МПа на рис.3 представлена индикаторная диаграмма двухтактного дизельного двигателя с прямоточной продувкой.

В

Рис. 3. Индикаторная диаграмма дизельного двигателя

прыск топлива, его распыление и смешивание с воздухом, воспламенение и сгорание происходит также как и в четырехтактном дизеле. В конце расширения, примерно за 45...50 до В.М.Т. (точка b) при давлении в цилиндре 0,3...0,5 МПа поршень открывает выпускные окна и начинается выпуск ОГ. Продувка цилиндра свежим зарядом начинается в точке m ,a заканчивается в точке s, процесс сжатия начинается в точке а. На рис.3 видно, что из полного рабочего объема цилиндра V_h на процессы выпуска и продувки теряется объем V_n , в течение которого фактически не происходит сжатия и расширения. Объем V_n называется потерянным объемом. Полезным рабочим объемом будет . Полезный ход поршня считают с момента начала сжатия. Потерянная доля объема зависит от конструкции и быстроходности двигателей и составляет φ_п = 0,12...0,30 (для прямоточной продувки φ_п = 0,12...0,146, для щелевой φ_п = 0,25).

Для двухтактных двигателей различают две степени сжатия: геометрическую ε^’ и действительную ε. Геометрическая степень сжатия относится к полному ходу поршня и определяется по формуле: .

Действительная степень сжатия относится к полезному ходу поршня и определяется: .

В расчетах и табличных значениях используется действительная степень сжатия.