Теория двс

1. Безразмерные параметры цикла:

- степень сжатия ; ε = δρ; ε =V_h/V_c +1; V_h = ε V_c - V_c

- степень предварительного расширения

- степень последующего расширения

- степень повышения давления

- показатель адиабаты

Степень совершенства термодинамического цикла оценивается его термическим к.п.д.

2. Анализ процессов действительных циклов двигателей внутреннего сгорания

2.1 Процесс впуска

Давление в конце впуска по экспериментальным данным:

Для карбюраторных двигателей P_а  0,07 … 0,09 МПа

Для дизельных двигателей без наддува P_а  0,082 … 0,096 МПа

Для дизельных двигателей с наддувом P_а  (0,9 … 0,97) P_к

Где P_к – давление наддувочного воздуха.

Коэффициент остаточных газов для четырехтактных двигателей при полной нагрузке и отсутствии продувки пространства сжатия

карбюраторных двигателей .....…. 0,06….0,12

дизелей …...………………............ 0,03….0,06

Температура в конце впуска (T_a)

Расчетные значения Т_a (К) для номинального режима работы:

Карбюраторные двигатели ..........………....... 320…380

Четырехтактные дизели без наддува ............. 310…350

Четырехтактные дизели с наддувом .........…. 320…380

Коэффициент наполнения (_v )

Для четырехтактных двигателей значение коэффициента наполнения составляет:

Карбюраторные двигатели

С нижним расположением клапанов ………………………..0,7………0,75

С верхним расположением клапанов ………………………..0,75…….0,85

Дизели без наддува ………………………………………….....0,8……...0,9

Дизели с наддувом …………………………………………….0,8…..…0,95

2.2 Процесс сжатия

2.2.1 Ориентирование значения показателя политропы сжатия n₁ для современных автотракторных двигателей находится в следующих пределах:

Для карбюраторных двигателей

(при полном открытии дросселя): n₁ = 1,34…1,39

Для дизелей без наддува n₁ = 1,37…1,42

Для дизелей с наддувом n₁ = 1,35…1,38

2.2.2 Ориентировочные значение давления в конце сжатия P_c для современных автотракторных двигателей находится в следующих пределах:

Для карбюраторных двигателей: P_c = 0,9…1,6 МПа

Для дизелей без наддува: P_c = 3,5…5 MПа

Для дизелей с наддувом: P_c = 6…8 Мпа

2.2.3 Ориентированные значения температуры в конце сжатия:

Для карбюраторных двигателей: T_c = 650…800 K

Для дизелей без наддува: T_c = 700…900 K

Для дизелей с наддувом: T_c = 900…1000 K

2.3 Процесс сгорания в карбюраторных двигателях

Первую фазу называют периодом задержки повышения давления.

Вторую фазу называют периодом видимого, или эффективного, сгорания. В течение этой фазы сгорает около 80% смеси и происходит резкое возрастание скорости сгорания и давления в цилиндре

Третья фаза характеризуется догоранием смеси.

Для карбюраторных двигателей продолжительность сгорания смеси

 = 0,001…0,002 сек. В среднем скорость распространения фронта пламени при нормальном протекании процесса сгорания в карбюраторном двигателе составляет 20…40 м/с.

Наибольшая скорость распространения пламени получается при коэффициенте избытка воздуха  = 0,85…0,95.

Максимальная экономичность карбюраторного двигателя получается при коэффициенте избытка воздуха  = 1,05…1,15. В этом случае топливо сгорает полностью, но работа цикла меньшая, чем при  = 0,8…0,9; так как процесс сгорания протекает медленно.

В случае появления детонации возни­кают звенящие металлические стуки, двигатель перегревается, на выхлопе появляется черный дым, двигатель работает неустойчиво. Работа двигателя при детонационном сгорании недопустима, так как вызывает не только ускоренный износ, но и разрушение деталей кривошипно-шатунного механизма.

Скорость распространения фронта пламени при детонации определяется в основном гидродинамическими факторами (ударная волна) и количеством выделяющегося тепла. Величина скорости детонации достигает 1500…2300 м/с

Преждевременное воспламенение часто называемое “калильное зажигание” возникает чаще всего при повышенном температурном режиме двигателя, например перегреве деталей (электродов, свечей, головки поршня, клапанов и др). а также в случае наличия в камере тлеющих частиц нагара. По своему характеру преждевременное воспламенение имеет сходство со слишком ранним опережением зажигания

В случае нормального протекания процесса сгорания в цилиндре карбюраторного автомобильного двигателя средняя величина нарастания давления 0,12…0,26 МПа на градус поворота коленчатого вала. Эта величина зависит от степени сжатия, завихрения смеси, угла опережения зажигания и др.

Значения максимальной температуры и давления цикла для современных бензиновых двигателей при работе с полной нагрузкой составляют:

Т_z = 2400…2900 K; P_z = 3…5 MПа

Для дизельных двигателей Т_z = 1800…2300 K; P_z = 5…12 MПа