49. Теплообмен в процессе сжатия. Политропа сжатия и определение ее численного значения

Процесс сжатия в действительном цикле двигателя служит:

1) для расширения температурных пределов рабочего цикла;

2) для создания условий, необходимых для воспламенения и сгорания горючей смеси.

В двигателях с внешним смесеобразованием, когда в цилиндре сжимается смесь воздуха с жидким или газообразным топливом, степень сжатия должна быть такова, чтобы температура и давление в конце сжатия не достигли таких значений, при которых могли бы возникнуть преждевременные вспышки или детонационное сгорание. Поэтому верхний предел степени сжатия зависит от свойств топлива состава горючей смеси, условий работы и т.п.

 

 В двигателях с воспламенением от сжатия необходимо, чтобы температура в конце сжатия была достаточна для воспламенения впрыснутого топлива. Степень сжатия зависит от условий эксплуатации двигателя и его конструктивных особенностей Теплообмен: В разные периоды процесса сжатия направление теплового потока различно. В начальный период после закрытия  впускных   органов газораспределения температура    свежего    заряда    ниже    температуры окружающих   поверхностей. Поэтому в первой части хода сжатия происходит подогрев рабочего тела. В этот период затрата внешней работы сопровождается получением теплоты от внешней среды, и, следовательно, показатель политропы сжатия  n1   больше показателя адиабаты k1. В процессе сжатия с повышением температуры рабочего тела уменьшается относительное количество теплоты, получаемое от стенок цилиндра, и n1 непрерывно снижается. В тот момент, когда средние температуры сжимаемого рабочего тела и внутренних поверхностей камеры сгорания становятся равными, теплообмен прекращается, процесс сжатия в этот момент становится адиабатным и  n1 = k1. Дальнейшее повышение температуры сжимаемого рабочего тела изменяет направление теплового потока; начинается отдача теплоты от рабочего тела поверхностям камеры сгорания, и n1 становится меньше k1 и продолжает уменьшаться по мере увеличения температуры.

Показатель политропы сжатия уменьшается и становится меньше показателя адиабаты. [1]

Показатель политропы сжатия или расширения m зависит от степени подогрева или охлаждения газа в процессе сжатия. [2]

Показатель политропы сжатия т зависит в основном от способности металла к упрочнению и от скорости деформирования. [3]

Показатель политропы сжатия п в этом интервале беспрерывно меняется, сначала понижаясь примерно с 1 4 до 1 2, а затем, перед пламенным сгоранием ( точка г), вновь повышаясь. [4]

Показатель политропы сжатия пс может быть принят при ен, равном от 3 до 6, в пределах пс ( 0 92 - 0 98) k, где k - показатель адиабаты сжатия. При этом нижний предел следует применять при лучших условиях охлаждения стенок цилиндра, малых размерах его и умеренных скоростях привода. Показатель политропы расширения пр меньше, чем сжатия пс, поскольку при расширении газа его температура снижается и увеличивается тепло-приток от стенок цилиндра к газу. [5]

Если показатель политропы сжатия будет одинаков с показателем политропы расширения, то / сж. [6]

Величина показателя политропы сжатия п принимается равной 1 34 - 1.39 в зависимости от быстроходности, типа и особенностей конструкции двигателя. [7]

Среднее значение показателя политропы сжатия в зависимости от того, что превалирует - подвод тепла от стенок к смеси или отвод тепла от смеси, будет больше или меньше показателя адиабаты. [8]

Средняя величина показателя политропы сжатия пг зависит от угловой скорости коленчатого вала двигателя, размеров цилиндра, интенсивности охлаждения, формы камеры сгорания и конструктивных особенностей двигателя. [9]

Здесь ncl - показатель политропы сжатия, который для машин с водяным охлаждением цилиндров находится по приближенной формуле ncj ncl 0 015 ( i - 1) kt где k - показатель адиабаты. [10]

Таким образом, показатель политропы сжатия и реального цикла является переменным по всей линии сжатия. Среднее значение показателя политропы сжатия в зависимости от того, что преобладает - подвод тепла от стенок к смеси или наоборот, будет больше или меньше показателя адиабаты. Большие значения пг принимаются для быстроходных двигателей. [11]

Таким образом, показатель политропы сжатия ni действительного реального цикла является переменным по всей линии сжатия. [12]

Положение максимума при неизменном показателе политропы сжатия зависит от относительного мертвого пространства. Чем оно больше, тем меньше отношение давлений, при котором достигается максимум. Учитывая это обстоятельство, нарочито увеличивают объем мертвого пространства, выбирая его таким, чтобы в нужном диапазоне давлений всасывания затрачиваемая работа изменялась незначительно. [13]