4. Процесс расширения

При теоретических расчетах этот процесс описывается политропой расширения с постоянным показате­лем n₂. Тогда давление и температура газов в конце расшире­ния определяются по выражениям

для бензинового двигателя

, МПа (2.19)

, К ; (2.20)

для дизеля

МПа (2.21)

К, (2.22)

где n₂ - показатель политроны расширения, который имеет тот же физический смысл, что и показатель политропы сжа­тия, и ориентировочно определяется по выражениям

для карбюраторных двигателей n₂ = 1,21 + 130/n;

для дизелей n₂ = 1,21 + 130/n - 0,02;

 - степень последующего расширения (изменение объема га­зов в цилиндре от начала до конца расширения или от конца расчетного сгорания до НМТ) подсчитывается по формуле

(2.23)

где  - степень предварительного расширения (изменение объема газов от начала до конца расчетного периода сгорания или от ВМТ до конца расчетного сгорания) рассчитывается по формуле

(2.24)

Параметры процесса расширения приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Основные параметры процесса расширения современных ДВС

Тип ДВС	рв, МПа	Тв, К	n2	
Дизель без наддува	0,2…0,5	1000…1200	1,18…1,28	1,2…1,4
Дизель с турбонаддувом	0,2…0,5	1000…1200	1,18…1,28	1,2…1,4
Бензиновый карбюраторный	0,35…0,6	1200…1700	1,23…1,3	-
Бензиновый с впрыском	0,35…0,6	1200…1700	1,23…1,3	-

2.5 Процесс выпуска

Давление остаточных газов в цилиндре в конце выпуска зависит от конструктивных, эксплуатационных и других факторов и может быть ориентировочно определено по формуле:

, МПа (2.25)

где р_о - давление окружающей среды; р_г - избыточное давление в цилиндре за счет гидравлического сопротивления выпускных трубопроводов, глушителя, газовой турбины (при наличии турбонаддува).

В целях лучшей очистки цилиндров от остаточных газов необходимо стремиться, чтобы это давление было как можно меньше.

При расчете давления остаточных газов пр;инимают:

Для двигателей без наддува р_г = (1,05...1,25) р_о;

Для двигателей с турбонаддувом р_г = (0,75…0,95)р_к, где р_к - давление наддува после компрессора.

Для автотракторных двигателей р_к = ( 1,4...2,0)р_о. „

Температура газов Т_г в конце выпуска также принимают ориентировочно: для дизелей 700...900 К, для карбюраторных двигателей 900…1100 К.

Качество очистки цилиндров от остаточных газов в конце выпуска характеризуется коэффициентом остаточных газов , который представляет собой отношение количества оставшихся в цилиндре газов к свежепоступившему заряду.

Для двигателей без наддува

; (2.26)

Для двигателей с наддувом

, (2.27)

где Т_о - температура окружающей среды, К; Т_о = 298 К;

Т_к - температура воздуха после компрессора (см. такт впуска), К;

 - степень сжатия;

Т - температура подогрева во впускном трубопроводе.

При расчетах значение параметров процесса выпуска принимают в соответствии с таблицей 2.6.

Таблица 2.6 - Параметры процесса выпуска

Тип ДВС	рr, МПа	Тr, К	Т	r
Дизели без наддува	0,105. ..0,125	600... 900	20... 40	0,03... 0,06
Дизели с турбонаддувом	(0,75... 0,95) Рк	700... 950	0...10	0,02... 0,05
Бензиновые карбюраторные	0,102. ..0,120	900... 1000	-5. ..+25	0,04... 0,08
Бензиновые с впрыском	0,102. ..0,120	900... 1000	-5... +25	0,02... 0,05

Полученные в результате расчетов, значения параметров рабочего цикла двигателя заносятся в таблицу 2.7 для построения индикаторной диаграммы.

Таблица 2.7 Результаты расчета параметров рабочего цикла

ра, МПа

Та, К

рс, МПа

Тс, К

рz, МПа

Тz, К

рв, МПа

Тв., К

рr, МПа

Тr, К

Sс, м

Sа, м

Sz, м