2.3.11. Тиск кінця згоряння

Значення тиску кінця згоряння розраховують за формулами:

– для дизелів; (2.34)

– для карбюраторних двигунів. (2.35)

Дійсне значення розрахованого за формулами (2.34), (2.35) тиску р_z насправді є меншим за рахунок втрат тепла поблизу ВМТ і складає:

, МПа. (2.36)

Для дизелів тиск вкінці згоряння обмежують штучно, запобігаючи перевантаженням двигуна. Цього добиваються, як було зазначено вище, шляхом приймання відповідно до р_z певного значення λ. Процес згоряння при цьому затягується і закінчується під час руху поршня від ВМТ до нижньої мертвої точки (НМТ) в процесі розширення.

Орієнтовні значення тиску кінця згоряння:

р_z=3,5 МПа; р_z=3…5 МПа – для карбюраторних двигунів;

р_z=р_z=5…10 МПа – для дизелів;

р_z=2,5…4 МПа; р_z=3…5 МПа – для газових двигунів.

2.4. Процес розширення

В процесі розширення теплова енергія палива перетворюється в механічну роботу. На його початку проходить догоряння палива, яке протікає з перемінним теплообміном і призводить до зростання температури робочого тіла. З подальшим розширенням збільшується площа охолодження, відведення теплоти від робочого тіла зростає, а його температура зменшується. Разом з цим, частина робочого тіла втрачається через нещільності поршневих кілець. Таким чином, процес розширення протікає за політропою із змінним показником n₂. В розрахунках параметрів кінця розширення замість дійсного процесу із змінним показником політропи приймається умовний процес розширення із середнім показником n₂.

Початок розширення співпадає з ВМТ. В даному випадку варто зазначити, що у дизелів цей процес протікає за дві стадії:

- розширення при постійному тиску - попереднє розширення під час догоряння палива (початок у точках р_z і T_z, які співпадають з ВМТ);

- розширення за політропою – кінцеве розширення (початок у точках р_z і T_z).

Дослідження процесу розширення зводиться до визначення кінцевих значень тиску р_в та температури Т_в. Їх розрахунок має певні відмінності стосовно карбюраторних та дизельних двигунів.

Для того, щоб взнати Т_в і р_в для дизельних двигунів, необхідно визначити ступінь попереднього і наступного розширення.

2.4.1. Ступінь попереднього та наступного розширення

Ступінь попереднього розширення ρ - це відношення об’єму вкінці попереднього розширення V_ρ до об’єму камери згоряння V_c:

. (2.37)

Ступінь наступного розширення δ – відношення об’єму вкінці розширення V_в до об’єму V_ρ і визначається як

. (2.38)

2.4.2. Тиск і температура вкінці процесу розширення

Значення тиску р_в і температури Т_в вкінці розширення розраховують за рівняннями політропного процесу:

- для карбюраторних двигунів

, МПа, , ^оК; (2.39)

- для дизелів

, МПа, , ^оК, (2.40)

де n₂ – показник політропи розширення.

Показник політропи розширення визначається за емпіричною формулою:

- для карбюраторних двигунів ; (2.41)

- для дизелів (2.42)

Для автотракторних двигунів орієнтовні значення параметрів газів вкінці розширення складають:

р_в=0,2…0,4 МПа; Т_в=1200…1700^оК – для карбюраторних двигунів;

р_в=0,3…0,5 МПа; Т_в=1100…1200^оК – для дизелів без наддуву;

р_в=0,4…0,6 МПа; Т_в=1200…1400^оК – для дизелів з наддувом.