2.5 Расчет процесса расширения

Предполагают, что расширение происходит по политропному процессу со средним показателем политропы n₂. При выборе значения показателя политропы расширения n₂ следует руководствоваться следующими сведениями:

1. Чем сильнее догорание на линии расширения, чем ниже величина коэффициента использования теплоты , тем меньше величина n₂ и, наоборот.

2. Для двигателей с большей частотой вращения коленчатого вала характерны меньшие значения n₂, так как, несмотря на увеличение скорости сгорания смеси при увеличении частоты вращения, большая доля топлива сгорает на линии расширения.

3. При прочих равных условиях большие значения n₂ характерны для двигателей с поршнями и головками цилиндров из алюминиевых сплавов, которые обеспечивают более интенсивную теплопередачу.

4. Уменьшение относительной поверхности охлаждения (F_пов/V_h) уменьшает теплоотдачу от рабочего тела к стенкам, поэтому для двигателей с большими геометрическими размерами (большим диаметром цилиндра при том же отношении S/D), а также для двигателей с низкими значениями степени сжатия  характерны меньшие значения n₂.

Степень последующего расширения  для дизелей определяется по выражению:

. (2.38)

Значения давления р_b (МПа) и температуры Т_b (К) в конце процесса расширения определяются по формулам политропного процесса.

двигатель с искровым зажиганием:

, ; (2.39)

дизельный двигатель:

, . (2.40)

Возможные значения параметров конца процесса расширения для номинального режима работы представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6- Параметры конца процесса расширения

Двигатели	Параметры
	n2	рb, МПа	Тb, К
ДсИЗ	1,23…1,30	0,35…0,60	1200…1700
Дизельные	1,18…1,28	0,20…0,50	1000…1200

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов осуществляется по формуле:

. (2.41)

Погрешность составляет:

, (2.42)

где T_rp и T_rnp – соответственно расчетная и принятая температура остаточных газов.

Значение расчетной температуры остаточных газов может отличаться от выбранной ранее не более чем на 5%. Если это отклонение больше, то необходимо изменить заданные значения T_r и p_r и повторить расчет.

2.6 Расчет показателей рабочего цикла двигателя

Оценку рабочего цикла проводят по индикаторным показателям, среди которых важны прежде всего среднее индикаторное давление p_i, индикаторная мощность N_i, индикаторный КПД _i, удельный индикаторный расход топлива g_i. Работу двигателя в целом оценивают по эффективным показателям – среднему эффективному давлению р_е, эффективной мощности N_е, эффективному КПД _е, удельному расходу топлива g_е и др.

2.6.1 Индикаторные показатели цикла

Среднее индикаторное давление цикла p_i, МПа:

для карбюраторных двигателей

, (2.43)

для дизельных двигателей

, (2.44)

где _п – коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

Коэффициент полноты индикаторной диаграммы на номинальном режиме работы находятся в следующих пределах:

для карбюраторных ДсИЗ 0,92…0,95;

для ДсИЗ с распределенным впрыскиванием

топлива во впускной трубопровод 0,94…0,97;

для дизелей с объемным или

объемно-пристеночным смесеобразованием 0,92…0,95;

для дизелей с пристеночным смесеобразованием 0,90…0,92.

Индикаторный КПД характеризует степень использования теплоты топлива в действительном цикле для получения индикаторной работы и определяется по выражению:

, (2.45)

где Q_н в МДж/кг; l₀ в кг/кг; р_i в МПа и ₀ в кг/м³.

Совершенство цикла, его топливная экономичность оценивается величиной удельного индикаторного расхода топлива, г/(кВт  ч):

. (2.46)