2.1.3.5. Температура газів вкінці впуску

Температура газів в циліндрах двигуна вкінці впуску залежить від температури і маси свіжого заряду та залишкових газів, ступеня підігріву заряду.

Температура вкінці впуску визначається на основі рівняння теплового балансу, складеного для свіжого заряду і залишкових газів:

, ^оК. (2.7)

Температура кінця впуску Т_а орієнтовно дорівнює:

Т_а=320…380 ^оК – для карбюраторних двигунів;

Т_а=310…350 ^оК – для дизелів без наддуву;

Т_а=320…400 ^оК – для дизелів з наддувом.

2.1.3.6. Коефіцієнт наповнення

Для оцінки якості процесу наповнення різних двигунів вводиться коефіцієнт наповнення _V – відношення дійсної кількості свіжого заряду, що надійшла в циліндр, до такої ж кількості повітря або суміші, яка могла б заповнити робочий об’єм циліндра за умов, що температура і тиск в ньому рівні температурі і тиску середовища, з якого надходить свіжий заряд (р_а=р_о, Т_а=Т_о – для двигунів без наддуву; р_а=р_к, Т_а=Т_к – для двигунів з наддувом).

Коефіцієнт наповнення _V визначається з виразу:

. (2.8)

Орієнтовні значення коефіцієнта наповнення:

_V=0,75…0,85 – для карбюраторних двигунів;

_V=0,85…0,95 – для дизелів без наддуву;

_V=0,90…0,97 – для дизелів з наддувом.

Коефіцієнт наповнення для автотракторних двигунів завжди менший одиниці. Для його підвищення здійснюють дозарядку циліндра на початку стиску з передбаченим запізненням закриття впускного клапана і продувку камери стиску від залишкових газів. Негативно на коефіцієнт наповнення впливають: втрата тиску на впуску (для цього періодично очищають повітроочисник, підтримують нормальні зазори у механізмі приводу клапанів, витримують необхідні фази газорозподілу), падіння швидкості заряду (збільшують діаметр впускного клапана порівняно з випускним), підвищення частоти обертання колінчастого вала, зростання навантаження двигуна.

2.2. Процес стиску

В реальному циклі процес стиску відбувається з теплообміном і протікає за складним законом. Інтенсивність теплообміну пропорційна різниці температур між стискуваним газом і охолоджувальними стінками циліндрів та камери згоряння. З врахуванням вищенаведеного умовно приймають політропний процес стиску зі змінним показником політропи n₁. Через складність розрахунків параметрів робочої суміші вкінці стиску вважають, що даний процес описується політропою рVⁿ¹=const з постійним середнім показником n₁. В розрахунковій роботі замість дійсного змінного показника політропи стиску слід користуватись його середнім значенням – величиною, за якої робота стиску рівна роботі при змінному показнику.

2.2.1. Визначення показника політропи стиску

З врахуванням реальних умов теплообміну у двигуні на показник політропи n₁ впливає низка чинників – конструктивні параметри, частота обертання колінчастого вала, ступінь стиску, матеріал поршня і циліндра, режими роботи і експлуатації. У зв’язку з цим на стадії проектування його визначають наближено, використовуючи емпіричні формули, одержані на основі експериментальних даних для двигунів певного класу. В розрахунковій роботі рекомендовано використовувати формулу В.А.Петрова, за якою середній показник політропи стиску є рівним:

(для дизелів); (2.9)

(для карбюраторних двигунів), (2.10)

де n_н – номінальна частота обертання колінчастого вала двигуна, хв^-1.

Орієнтовні значення показника політропи стиску для сучасних автотракторних двигунів лежать у наступних межах:

n₁ =1,34…1,39 – для карбюраторних двигунів;

n₁ =1,38…1,42 – для дизелів без наддуву;

n₁ =1,35…1,38 – для дизелів з наддувом (для тиску р_к <0,2 МПа і без проміжного охолодження повітря після компресора).