6. Процесс расширения.

В процессе расширения тепловая энергия топлива преобразуется в механическую работу. Процесс расширения протекает в условиях догорания топлива и восстановления продуктов диссоциации , уменьшения теплоемкости продуктов сгорания при переменных давления, температурах и поверхности охлаждения.

Значение давления и температуры газов в конце процесса расширения рассчитывается по уравнению политропического процесса:

Для карбюраторных: = / ; = /

Для дизельных: = / ; = /

-давление в конце сгорания, - степень последующего расширения, - степень сжатия, - темп. в конце сгорания

- показатель политропы расширения.

7. Процесс выпуска.

Выпуск отработавших газов начинается в момент открытия выпускного клапана с опережением относительно НМТ на угол 40 ... 75° и заканчивается после закрытия выпускного клапана после ВМТ с запаздыванием на угол 10 ... 40°. Процесс выпуска в четырехтактных двигателях условно можно разделить на три периода:

1). Свободный выпуск. В начале открытия выпускного клапана давление в цилиндре составляет 0.4 ... 0.6 МПа, а давление в выпускном трубопроводе 0.105 ... 0.12 МПа. Под действием этого перепада давлений происходит истечение газов из цилиндра с начальной скоростью 500 ... 700 м/с. 2)Принудительный выпуск. Считается, что принудительный выпуск продолжается во время движения поршня от НМТ к ВМТ.

3. Продувка. Продувка осуществляется в период перекрытия клапанов

= /

- температура в конце расширения, - давление в конце расширения, - давление в процессе выпуска

8 . Индикаторная диаграмма цикла

Действительная индикаторная диаграмма

четырехтактного двигателя.

0-1 –заполнение рабочей смесью,1-2 – сжатие воздуха или рабочей смеси,

2-3'-3 – период горения рабочей смеси,

3-4 – рабочий ход поршня (расширение продуктов сгорания),

4-5 – выхлоп отработавших газов, падение давления до атмосферного

5-0 – освобождение цилиндра от продуктов сгорания.

9. Индикаторные и эффективные показатели рабочего цикла.

Индикаторные показатели характеризуют эффективность действительного рабочего цикла. К индикаторным показателям относятся:

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

= / , - индикаторная работа цикла, - объём цилиндра

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

индикаторный удельный расход топлива г/(кВт-ч)— коли­чество топлива, расходуемого в двигателе за 1 ч, отнесенное, к индикаторной мощности, развиваемой двигателем.

= /Ni, - часовой расход топлива, Ni- индикаторная мощность

Индикаторный КПД ηi – эффективность теплоиспользования

ηi= / )

Эффективные показатели:

Среднее эффективное давление р_е — условное постоянное давление в цилиндре двигателя, при котором работа, произ­водимая в них за один такт, равнялась бы эффективной работе за цикл. Оно, так же как и среднее индикаторное давление — мера удельной работы и измеряется в МПа или Дж/л.

= / , - эффективная работа цикла

Эффективная мощность Ne- мощность двигателя, снимаемая с коленчатого вала. Эта мощность передается трансмиссии.

Эффективный КПД η_e определяется как отношение количество теплоты Qe, превращенной в работу на валу двигателя, к количеству теплоты Qц подведенной за цикл η_e =Qe/Qц

Эффективный удельный расход топлива . При известной эффективной мощности Ne и количестве израсходованного топ­лива G_T эффективный удельный расход топлива

(г/кВт-ч) определяют по формуле: = / Ne