Температура и давление в конце сгорания

Тип двигателя	РZ , МПа	ТZ , К
Карбюраторный	3,5...7,0	2400...2900	3,2...4,2
Дизельный	5,0...12,0	1800...2300	1,2...2,5
Газовый	3,0...5,0	2200...2500	3,0...5,0

8. Процесс расширения

8.1. Карбюраторный двигатель.

Давление в конце расширения Мпа и температура в конце расширения, к, где

N₂- показатель политропы расширения.

8.2. Дизельный двигатель

8.2.1. Степень последующего расширения

8.2.2. Давление в конце расширения, Мпа

8.2.3. Температура в конце расширения, К

Возможно параметры конца расширения приведены в таблице 6.

Таблица 6

Параметры конца расширения

Показатели	Карбюраторный двигатель	Газовый двигатель	Дизельный двигатель
Показатель политропы расширения	1,23...1,30	1,25...1,35	1,18...1,28
Давление, МПа	0,35...0,6	0,3...0,5	0,20...0,50
Температура, К	1200...1700	1200...1700	1000...1200

Показатель политропы расширения для высокооборотных двигателей принимается ближе к нижнему пределу. Более точные значения "n₂" можно найти по специальной номограмме

9. Показатели рабочего цикла и основные размеры двигателя

9.1. Среднее индикаторное давление, Мпа.

9.1.1. Карбюраторный двигатель

9.1.2. Дизельный двигатель

Значения - коэффициента полноты диаграммы – принимаются равными:

для карбюраторных двигателей . . . . . . . . . . . . 0,94...0,97

для дизелей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,92...0,95

Значения среднего индикаторного давления при работе на номинальном режиме приведены в таблице 7.

9.2. Среднее эффективное давление, Мпа

Р_м – среднее давление механических потерь.

Механические потери можно определить приближенно по эмпирическим формулам в зависимости от средней скорости поршня (принимается по прототипу)

где n – об/мин; S – ход поршня

для карбюраторных двигателей с числом цилиндров до шести и отношением

Р_м = 0,049 + 0,0152

Для карбюраторных восьмицилиндровых двигателей с отношением

Р_м = 0,039+ 0,0132

Для карбюраторных двигателей с числом цилиндров до шести и отношением

Р_м = 0,034+ 0,0113

Для четырехтактных дизелей с неразделенными камерами

Р_м = 0,089+ 0,0118

Для предкамерных дизелей

Р_м = 0,103+ 0,0153

Для дизелей с вихревыми камерами

Р_м = 0,089+ 0,0135

9.3. Механический К.П.Д.

9.4. Индикаторный К.П.Д.

; кг/м³

9.5. Эффективный К.П.Д.

9.6. Удельный индикаторный расход топлива, г/м. кВт.ч.

9.7. Удельный эффективный расход топлива, г/э.кВт.ч.

или

9.8. Часовой расход топлива, кг/час.

Примерные значения индикаторных и эффективных показателей некоторых двигателей на номинальном режиме приведены в таблице 7.

9.9. рабочий объем цилиндра, дм³

, где

- тактоность; для 4-х тактных двигателей =4, для двухтактных -=2.

Р_е – среднее эффективное давление, МПа.

N_ен – номинальная эффективная мощность двигателя, кВт.

n_н – частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности, об/мин.

1. число цилиндров.

9.10. Диаметр цилиндра, дм

Таблица 7

Индикаторные и эффективные показатели двигателей

	Рi , МПа		Ре , МПа			gе г/кВт ч
4-х-тактные карбюраторы	0,6...1,4	0,7...0,9	0,6...1,1	0,26...0,35	0,25...0,33	250...325
4-х-тактные карбюраторные форсированные	До 1,6	-	До 1,3	-	-	-
4-х-тактные дизели без наддува	0,7...1.1	0,7...0,82	0,55...0,85	0,38...0,50	0,35...0,40	225...280
4-х-тактные дизели с наддувом	До 2.2	-	До 2,0	-	-	-
2-х-тактные быстроходные дизели	-	0,7...0,85	0,4...0,75	-	-	-
Газовые двигатели	-	0,75...0,85	0,5...0.75	-	0,.23...0,30	12...17

- отношение хода поршня к диаметру цилиндра принимается по прототипу. Для тракторных двигателей К = 0,9...1,2, для автомобильных карбюраторных К = 0,7...1,1.

Полученное значение диаметра цилиндра желательно округлить до ближайшего размера реально существующего двигателя.

9.11. Ход поршня, дм.

Построение графиков по тепловому и динамическому расчету двигателя

1. Индикаторная диаграмма в VР координатах

Индикаторная диаграмма строится на основании данных , полученных в тепловом расчете в координатах VР, а затем перестраивается в координаты .

До построения диаграммы масштаб подбирается так, чтобы высота была в 1,2...1.5 раза больше ширины. На оси абсцисс в принятом масштабе откладывают объемы

(дизельный двигатель)

По оси ординат откладывают давления Р_с; Р_а; Р₀; Р_z;

Р_z; Р_в и Р_z для соответствующего объемов.

Действительная индикаторная диаграмма отличается от теоретической округленностью в точках а; в; с; z`; z, причем для карбюраторных двигателей максимальное давление сгорания составляет 0,85 Р_z.

Построение политроп сжатия и расширения можно производить аналитическим или графическим методом. При аналитическом методе построения политроп сжатия и расширения вычисляется ряд точек для промежуточных объемов, расположенных между V_c и V_а и между V_z и V_в по уравнению политропы

Для политропы сжатия , откуда

где Р_х и V_х – давление и объем в искомой точке процесса сжатия. Отношение V_a/V_x изменяется в пределах от 1 до

Аналогично для политропы расширения

Для карбюраторных двигателей отношение V_в/V_xизменяется в интервале 1..., а для дизелей – 1...

Соединяя точки "а" и "с" плавной кривой, проходящей через вычисленные и нанесенные на поле диаграммы точки политропы сжатия, а точки "z" и "в" – кривой, проходящей через точки политропы расширения, а также остальные точки между собой получим индикаторную диаграмму

При графическом методе диаграммы сжатия и расширения строятся по способу Брауэра.

2. Индикаторная диаграмма в координатах "".

Индикаторная диаграмма в координатах "VР" может быть перестроена в "" методом Брикса. Для этого на отрезке "" строится полуокружность с центром 0, из которого через 30⁰ проводят лучи до пересечения с полуокружностью. Затем из центра 0₁, отстоящем от центра 0 на расстоянии , проводят лучи 0₁ 1` ; 0<sub>1</sub> 2` и т.д. до пересечения с той же полуокружностью. Из точек 1`; 2` ; 3` и т.д. восстанавливают перпендикуляр до линии впуска, сжатия, расширения и выпуска на индикаторной диаграмме. Отрезки от оси абсцисс до кривых индикаторной диаграмме. Отрезки от оси абсцисс до кривых индикаторной диаграммы последовательно для всех процессов цикла и есть давление в цилиндре для соответствующих углов поворота коленчатого вала двигателя. Полученные значения давлений переносятся на график , где по оси абсцисс отложен угол поворота коленчатого вала в определенном масштабе. Масштаб давлений оставляют тот же, что и на графике.

Величина - носит название поправки Брикса и учитывает конечную величину шатуна. Здесьr = S/2 – радиус кривошипа и - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Для современных двигателей