2.4 Процесс сгорания в дизелях

Первую фазу ₁ называют периодом задержки воспламенения. Эта фаза занимает промежуток времени от момента начала впрыска топлива в цилиндр до начала резкого повышения давления

Вторая фаза ₂ характеризуется интенсивным тепловыделением и резким повышением давления до максимальной величины Р_z

Опытами установлено, что средняя величина нарастания давления за вторую фазу, обеспечивающая нормальную (нежесткую) работу двигателя, не должна превышать 0,3…0,5 MПа на 1° поворота коленчатого вала (п. к. в.)

Третья фаза ₃ соответствует периоду основного горения и повышения температуры до T_max.

Четвертая фаза ₄ представляет собой период догорания топлива, она начинается от момента достижения максимальной температуры цикла. Окончание четвертой фазы может быть определено только при анализе кривой тепловыделения на линии расширения.

Для автомобильных и тракторных четырехтактных дизелей коэффициент избытка воздуха  = 1,2…1,7.

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

Т_z = 1800…2300 K; P_z = 5…12 MПа

2.5 Процесс расширения

Значения среднего показателя политропы расширения для современных автомобильных и тракторных двигателей при номинальной нагрузке находятся в пределах: для карбюраторных двигателей — 1,23...1,3; для дизелей— 1,18...1,28; для газовых двигателей— 1,25...1,35.

Значения давления Р_в и температуры Т_в для современных автотракторных двигателей без наддува на номинальном режиме составляют: для карбюраторных двигателей — Р_в =0,35.. .0,6 МПа, Т_в= 1400.. .1700К; для дизелей — Р_в = 0,2...0,5 МПа, Т_в= 1000...1400К. При этом для высокооборотных двигателей характерны более высокие значения Р_в и Т_в.

2.6 Процесс выпуска

Ориентировочные пределы значений давления остаточных газов ( P_r) для четырехтактных автотракторных двигателей следующие:

для карбюраторных двигателей —0,102...0,120 МПа;

для дизелей без наддува — 0,105...0,125 МПа;

для дизелей с наддувом (при давлении надду­ва Р_к  0,2 МПа и без промежуточного охлаждения воздуха) — (0,75...0,95)Р_к МПа. Для двухтактных дизелей с прямоточной продувкой Р_г=0,105...0,12 МПа.

Температура остаточных газов Т_r в зависимости от конструктивных параметров и режимов работы для четырехтактных. Двигателей принимается в следующих пределах:

для карбюраторных двигателей—900...1100 К;

для дизелей без наддува и с наддувом (при давлении наддува

Р_к = 0,2 МПа и без промежуточного охлаждения воздуха) —600...900 К;

для газовых двигателей — 750...1000 К;

Для двухтактных дизелей с прямоточной продувкой T_r=600..900^o К

4 Основные показатели, характеризующие работу двигателя

4.1 Индикаторные показатели

К индикаторным показателям двигателя относятся среднее индикаторное давление Р_i, индикаторная мощность N_i, индикаторный удельный расход топлива g_i и индикаторный КПД _i

Среднее индикаторное давление Р_i — это значение условного постоянного давления в цилиндре двигателя, при котором работа, произведенная рабочим телом за один такт, равнялась бы индикаторной работе цикла.

Значения среднего индикаторного давления Р_i, МПа при работе на номинальном режиме для различных двигателей следующие:

четырехтактные карбюраторные двигатели ......... 0,8…1,2

четырехтактные газовые двигатели .........………. 0,5…0,7

четырехтактные дизели без наддува ...........……. 0,75…1,05

четырехтактные дизели с низким и средним наддувом … 1.2…1,5

двухтактные дизели без наддува ..................……. 0,35…0,7

двухтактные дизели с наддувом …………………. до 1,2

Индикаторная мощность N_i – работа, совершаемая газами внутри цилиндров в единицу времени, или мощность, соответствующая индикаторной работе цикла.

Индикаторная мощность многоцилиндрового двигателя (кВт)

N_i = (4.1)

Где i– число цилиндров в двигателе; V_h – объём одного цилиндра, л.

Индикаторный удельный расход топлива — количество топлива, расходуемого в двигателе за 1 ч, отнесенное к индикаторной мощности, развиваемой двигателем.

g_i = в г/(кВтч) (4.2)

Величина g_i при номинальном режиме работы двигателя колеблется в пределах:

четырехтактные карбюраторные двигатели ......... 235…290

четырехтактные дизели ...........……. 175…220

Индикаторный к.п.д.

Он характеризует степень использования теплоты в действительном рабочем цикле и представляет собой отношение теплоты, превращаемой в индикаторную работу, к теплоте, введённой в цилиндр в результате сгорания топлива.

_i =

где N_i – индикаторная мощность, кВт; G_т - часовой расход топлива, кг/ч; H_u – теплота сгорания топлива, кДж/кг.

У существующих автотракторных двигателей на номинальном режиме работы значения индикаторного к.п.д. составляет:

для карбюраторных двигателей ......... 0,28…0,38

для газовые двигателей .........………. 0,26…0,34

для дизелей ...........……. 0,42…0,52