книги из ГПНТБ / Чернышев А.Н. Корабельные двигатели внутреннего сгорания. (Теория рабочих процессов поршневого двигателя) учебное пособие

подвод больше теплоотдачи в стенке цилиндра. Таким обра­ зом,

результате процесса расширения температура рабочего тела

ния происходит с переменным значением показателя политро­

•и.2. = к ) •

Точка 5 (рис. 20). Хотя процесс догорания может еще иместь место, теплоотвод в результате значительного увели­ чения поверхности охлаждения (поршень вблизи НМТ) превы­ шает теплоподвод, d q s -*=-0 , d T <■0 , с ;» 0 и 7гг =>-к.

В точке 5 начинается открытие выпускных органов, и дальнейший процесс расширения совпадает с выпуском газа из цилиндра.

81

Таким образом, n z - величина переменная, изменяющаяся в ■ирохом диапазоне от величины меньпей I до 1,5*1,6.

§ 14. Расчет процесса расиирения

Сложность учета всех рассмотренных выве явлений вынуж­ дает прибегать к упрощению: в расчетах процесс распирения считается политропным, но с осредненным значением n z=const.

Естественно, что, если построение линии распирения ведется от точки z цикла, которая также получена расче­ том, совпадения расчетных и экспериментальных значений всех параметров цикла путем подбора величины п г добиться невозможно. Величина осредненного показателя политропы рас­ ширения выбирается таким образом, чтобы имели место:

1)максимальное совпадение расчетной и эксперимен­ тальной диаграмм по площадям, что возможно, если вычислен­ ная и опытная линии расиирения достаточно близки;

2)возможно более точное совпадение расчетных и экспериментных результатов (прежде всего по давлению и, если возможно, по температуре) на момент открытия выпускных ор­

ганов.

Последнее требование диктуется необходимостью получать достаточно приближенные к истинным значения параметров га­ за в выпускном трубопроводе перед турбиной, так как от этого в значительной мере зависит точность расчета всего двигателя.

Легко видеть, что среднее значение п г находится в пределах

1 с Л г с К .

Выбор величины н 2 следует производить, учитывал нихееледуюцне факторы.

Обороты вала дизеля. Увеличение оборотов вала дизеля приводит к сокращению времени, отводимого на сгорание, бо­

82

лее интенсивному догорание топлива на линии расширения, уменьшение периода теплоотдачи в стенки цилиндра. Линия расиирения становится более пологой, показатель n z умень­ шается, т .е . приближается к изотерме.

Нагрузка. Увеличение нагрузки при сохранении числа оборотов вала двигателя достигается за счет увеличения по­ дачи топлива и сопровождается уменьиением оС (см. фор­ мулу (* 0 )), усилением догорания и теплоотдачи в стенки ци­ линдра. Догорание вызывает уменьшение, а теплоотдача - увеличение п 2 . Как правило, более значительным оказыва­ ется влияние догорания, в связи с чем п г уменьшается.

Повышение температуры охлаждающей воды, в частности при переводе дизеля с охлаждения забортной водой на замк­ нутую систему, приводит к уменьшению теплоотдачи в стен­

легко объяснимая связь.

Действительно, если по каким-либо причинам увеличива­

-для двигателей средней быстроходности и форсировки

1,15*1,25;

-для быстроходных, форсированных дизелей 1,1*1,15.

Расчет параметров газа в конце хода расширения может быть выполнен с использованием уравнений (51)

83

рв =5*10 кг/см2, Тв =П00+1350°К.

Вопросы для повторения

1.Поясните назначение процесса расширения. Стр. 78

2.Поясните особенности теплообмена в процессе расши­ рения. Стр. 78-51 .

3.Поясните характер и причины изменения показателя политропы ti2 в процессе расширения реального двигателя.

Стр. 80 , рис. 20 .

4.Вычертите совмеиенные процессы расширения в рабо­ чем и термодинамическом циклах. Рис. 20 .

5.В какие моменты имеют место мгновенные изобарный, изотермический и адиабатический процессы? Стр. 77, 81,

Г л а в а У1

ПРОЦЕСС ВЫПУСКА

§ 15. Особенности выпуска в четырех- и двухтактных дизелях

Процесс выпуска является завершающим процессом в цик­ ле двигателя внутреннего сгорания.

Назначением выпуска является удаление из цилиндров отработавиих газов.

Процессы выпуска в четырех- и двухтактных двигателях имеют принципиальное различие и потому долины рассматри­ ваться раздельно. В этой главе мы подробно рассмотрим про­ цесс выпуска в четырехтактных двигателях и только отметим общие особенности организации выпуска в двухтактных дизе­ лях, так как подробнее этот материал анализируется в гл. X

Процесс выпуска в четырехтактных двигателях

Характерными особенностями организации процесса выпус­ ка в четырехтактных двигателях являются наличие специально го хода пориня и разобщение объема выпускного трубопровода от наддувочного на значительной части этого хода, т .е .

последовательное открытие выпускных и впускных клапанов. В силу конструктивных особенностей или особенностей режима работы соотноиение между давлением за цилиндрами

(перед турбиной) и перед цилиндром (после компрессора) мо­ гу'. быть самыми различными.

Ва рис. 21 изображены два наиболее характерных случая процесса выпуска: рг =*• ржи я рг <** р*ц •

8 6

Открытие выпускных клапанов (точка в' ) начинается за 30*60° пкв до НМТ. Раннее открытие клапанов осуществля­ ется с той целы), чтобы к началу движения поршня от ниж­ ней к верхней мертвой точке давление в цилиндре двигателя снизилось до требуемой величины, а открытие клапана в HUT было достаточным. При выборе момента открытия выпускного клапана учитывается два противоречивых требования:

Рис. 21. Диаграммы насосных ходов четырехтактного ди­ зеля.

1)обеспечение качественной очистки цилиндра. Для этого угол предварения открытия клапана необходимо увели­ чивать. Но тогда уменьшается давление конца хода расшире­ ния и часть работы расширения теряется (заштрихованная площадь на рис. 21);

2)сведение к минимуму потерь работы расширения га­ за в цилиндре. Для этого делается меньше опережение откры­ тия клапана. Однако качество очистки цилиндра в этом слу­ чае может ухудшиться.

87

Закрытие выпускного клапана (точка г " ) осуществля­ ется после прихода поршня в ВИТ. Позднее закрытие необхо­ димо для обеспечения максимального открытия выпускного клапана на всем ходе поршня от нихней к верхней мертвой точке. Угол запаздывания закрытия выбирается в зависимо­ сти от возможности осуществления продувки (т .е . от отно­

шения 4г- ) и может находиться в пределах от 10 до 75° пкв.

ГХЦ

Данные фаз газообмена некоторых четырехтактных дизе­ лей приведены в табл. 2.

Некоторые особенности процесса выпуска

вдвухтактных дизелях

1.В связи с отсутствием специального хода выпуска удаление отработавших газов из цилиндра осуществляется с помощью продувочного воздуха, давление которого рхц долж­

поршня вблизи HUT.

Продолжительность открытия выпускных органов для дви­ гателей с прямоточными схемами газообмена составляет

I10fl50° пкв.

3. Продувка цилиндра в период одновременного откры­ тия продувочных и выпускных органов происходит не у BUT, как у четырехтактных двигателей, а вблизи нихней мертвой точки.

§ 16. Периоды процесса выпуска четырехтактных двигателей

Если вновь обратиться к рис. 21, то можно различить три периода процесса выпуска.

I период - свободный выпуск { в ' - в " ) .

Поршень движется в сторону HU7. В точке в' начинают

38