2. Процесс сжатия

Определение давления и температуры в конце такта сжатия проводят с рядом допущений, а именно: в период сжатия отсутствуют утечки газа через неплотности в клапанах и поршневых кольцах, в газе не протекает никаких химических реакций и испарений топлива, теплоемкость газа не меняется, сжатие начинается с НМТ и заканчивается в ВМТ, показатель политропы сжатия применяется постоянным. Тогда, используя уравнение политропического процесса, нетрудно определить давление р_с и температуру Т_с газа в конце такта сжатия

, МПа;

,

где ε –степень сжатия;

n₁ - показатель политропы сжатия.

Ориентировочно показатель политропы сжатия можно определить по эмпирическим зависимостям:

для карбюраторных двигателей

n₁ = 1,41-110/n

для дизелей

n₁ = 1,41-110/n - 0,02

Значения основных параметров процесса сжатия представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Основные параметры процесса сжатия

Тип ДВС	рс, МПа	Тс, К	n1	ε
Дизель без наддува	3...5.5	750... 900	1,38. ..1,42	15. ..22
Дизель с турбонаддувом	6. ..8	950... 1200	1,35. ..1,38	12. ..15
Бензиновый карбюраторный	0,5. ..2,0	400. ..700	1,34. ..1,39	6. ..9
Бензиновый с впрыском	1,0. ..2,5	400... 800	1,34. ..1,39	8. ..11

3. Процесс сгорания

При анализе и расчете процесса сгорания необходимо различать сгорание в бензиновом и дизельном двигателях.

Уравнение сгорания (баланс тепла) для карбюраторного двигателя

, (2.13)

где Q_с - количество тепла в газе в конце сжатия (до начала сгорания), кДж;

Q_сг - количество тепла, выделившегося при сгорании топлива и переданного сжатому газу, кДж; Q_z - ко­личество тепла в газе после сгорания топлива, кДж.

Для дизельного двигателя

Q_с + Q_сг = Q_z +Q_z'-z , (2.14)

где - количество тепла, затраченного на работу расши­рения газов при движении поршня от ВМТ до расчетного конца сгорания, кДж.

Температура газов в конце сгорания Т_z определяется по уравнениям сгорания, выраженным через параметры состоя­ния газов [2]:

для бензинового двигателя при  <1

; (2.15)

для дизельного двигателя

(2.16)

Значение Т_z также можно выбрать из таблицы 2.4, учиты­вая, что дизелям с наддувом соответствуют большие значения температуры.

Давление газов в конце сгорания Р_г ориентировочно определяется по эмпирическим выражениям

для дизельных двигателей

, МПа (2.17)

для бензиновых двигателей

, МПа (2.18)

где , - коэффициент молекулярного изменения ( = 1,01... 1,05);

_р = Р_r/Р_с - степень повышения давления, пока­зывающая увеличение давления газов в цилиндре ДВС в про­цессе сгорания.

Величину _р подсчитать теоретически довольно сложно, поэтому ее значение принимают ориентировочно в зависимо­сти от способа смесеобразования:

Таблица 2.3 - Зависимость _р от способа смесеобразования

Тип ДВС	р
Дизель с предкамерным или вихрекамерным смесеобразованием	1,2…1,4
Дизель с пленочным/объемно-пленочным смесеобразованием	1,4…1,8
Дизель с объемным смесеобразованием	1,6…2,5
Бензиновые двигатели	3,0…4,0
Газовые двигатели	3,0…5,0

Подобрав значения Т_z и _р рассчитывают значения р_z по выражениям (2.16) или (2.17) в зависимости от типа заданного двигателя.

Параметры процесса сгорания представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Основные параметры процесса сгорания современных ДВС

Тип ДВС	рz, МПа	Тz, К	р
Дизель без наддува	5…10	1800…2200	1,4… 2,5
Дизель с турбонаддувом	6…12	2000…2300	1,4…2,5
Бензиновый карбюраторный	3,5…6,5	2000…2500	3...4
Бензиновый с впрыском	3,5…7,5	2400…3100	3...4