3.5 Процесс расширения

Основными параметрами, определяющими процесс расширения, являются:

Т_z – температура начала расширения;

P_z – давление начала расширения;

n₂ – показатель политропы расширения, для СОД можно принять n₂=1,3;

T_e – температура конца расширения;

P_e – давление конца расширения.

Давление начала расширения составит:

;

Давление конца расширения:

; .

Температура конца расширения:

; .

3.6 Процесс выпуска

В связи с тем, что в момент открытия выпускного клапана давление в цилиндре сравнительно высокое, приходится выпускной клапан открывать с некоторым опережением, несколько ранее прихода поршня в н.м.т., чтобы избежать большого противодавления на поршень и, кроме того, чтобы ускорить и улучшить очистку цилиндра от остаточных газов.

Ввиду того, что характер колебаний давления газов при выпуске не поддаётся точному теоретическому подсчёту, в расчётах обычно вместо переменного давления используют среднее постоянное давление газов в период выпуска Р_г. Это давление выше давления в выпускной трубе Р'_г. По практическим данным для двигателей средней быстроходности можно принять:

; .

3.7 Построение расчетной индикаторной диаграммы

В двухтактных двигателях объём, описываемый поршнем, равен:

,

где ­– объем газов в цилиндре в конце сжатия (в в.м.т.),

V_h – объём цилиндра, занятый выпускными окнами.

При построении диаграммы примем:

,

,

Тогда:

,

.

После нахождения координат точки начала сжатия – а, проводят ось давлений, атмосферную линию и линию выпуска.

Политропу сжатия можно построить аналитическим способом. Аналитический способ основан на использовании уравнения политропы сжатия:

, или

,

где и – координаты (давление и объем) в каждой i-ой точке индикаторной диаграммы (причём ).

Подставляя значения объемов в каждой точке в уравнение политропы сжатия, находим координаты точек кривой:

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

Абсцисса точки z может быть определена из равенства:

; .

Аналогично кривой сжатия координаты точек кривой расширения будут найдены по следующему соотношению:

,

где .

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

Найдя координаты точек, строится кривая расширения. Диаграмма считается законченной.

Среднее теоретическое индикаторное давление можно найти, спланиметрировав участок acz’zвa и найдя его площадь F (в мм²):

,

где – величина в миллиметрах объема на диаграмме,

– масштаб давлений в :

.

Аналитически определим среднее теоретическое индикаторное давление для цикла смешанного сгорания:

,

Расхождение между полученными значениями составляет менее 4%, что допускается.

3.8 Параметры, характеризующие рабочий цикл

Учитывая, что, согласно опытным данным, механический КПД при работе на номинальной мощности для двухтактных СОД можно принять , среднее эффективное давление Р_e найдется так:

; .

Удельный индикаторный расход топлива определим следующим образом:

; .

Удельный эффективный расход топлива:

; .

Индикаторный КПД составит:

;

Эффективный КПД:

;

4 Динамический расчет двигателя