§ 3. Процес стиску

При розгляді ідеальних циклів процес стиску приймався адіабатним. Реальний процес здійснюється за більш складним законом. Це зв’язано з тим, що в циліндрах двигуна в процесі стиску безупинно відбувається теплообмін заряду зі стінками, головкою циліндра і днищем поршня. На початку стиску температура заряду менше температури стінок і показник політропи n₁ більше показника адіабати k₁. У якийсь момент вони стають рівними, а надалі тепловіддача здійснюється уже від стиску робочого тіла, що нагрілося в результаті, до стінок циліндра і поршню і тоді показник політропи менше показника адіабати (рис. 4).

Розрахунок процесів стиску зводиться до визначення середньої величини показника політропи стиску n₁, обчисленню кінцевих значень температури і тиску. Звичайно величину показника політропи визначають за номограмами, або на підставі дослідних даних.

Рекомендовані значення n₁:

• бензинові двигуни: n₁ = 1,34–1,37;

• дизелі без наддуву: n₁ = 1,35–1,38;

• дизелі з наддувом: n₁ = 1,33–1,37;

• газові: n₁ = 1,36–1,38.

а	б
Рис. 4. Процес стиску та залежність показника політропи від показника адіабати.

ПИТАННЯ 2

Як Ви вважаєте, при якій системі охолодження значення показника політропи стиску буде вищим?  при повітряному охолодженні;  при рідинному охолодженні.

Подальші обчислення тиску р_с, МПа, і температури Т_с, К, здійснюються за рівняннями політропного процесу:

p_c = p_a εⁿ₁;

T_c = T_a εⁿ₁^-1;

Результати розрахунків повинні знаходитися у межах, що зазначені у таблиці 1.

Таблиця 1 Параметри суміші наприкінці стиску
Тип двигуна	Тиск наприкінці стиску	Температура наприкінці стиску
Бензинові: карбюраторні із електронним впорскуванням	рс= 0,9–2 МПа рс= 1,0–2,5 МПа	Тс = 600–800 К
Газові	рс = 1,2–2 МПа	Тс = 650–750 К
Дизельні, газодизельні	рс = 3,5–5,5 МПа	Тc = 700–900 К
З наддувом	рс ≤ 9 МПа	Тc ≤ 1100 К

Обчислюють середню мольну теплоємність свіжої суміші (mcν)t0tc, кДж/(кмоль×К), як теплоємність повітря при постійному об’ємі:

(mcν)t0tc = 20,6 + 0,002638t_c

де t_с — температура наприкінці процесу стиску, що виражена в градусах Цельсія.

Середню мольну теплоємність залишкових газів при постійному об’ємі (mcν’’)t0tc, кДж/(кмоль×К), обчислюють за табличними значеннями для їхніх компонентів відповідно до формули теплоємності для сумішей газів:

(mcν’’)t0tc=1M2∑Mi(mcνi’’)t0tc

де:

(mcνi’’)t0tc – середні мольні теплоємності компонентів суміші, кДж/(кмоль×К).

Визначають середню мольну теплоємність робочої суміші (mcν’)t0tc, кДж/(кмоль×К):

(mcν’)t0tc=(mcνi)t0tc+(mcν’’)t0tc1+γr