Техническая эксплуатация судовых дизелей.

1. Расчёт рабочего цикла.

В течение процессов выпуска и наполнения происходит смена заряда в цилиндре: отработанные газы удаляются, свежий воздух заполняет цилиндр.

Совокупность этих процессов принято условно называть процессом газообмена.

Рассмотрим в осях PVи первый процесс всасывания как самый и первый главный процесс в газообмене.

а) Р

Характеризуется

Р₀Т₀

PzTz

zPaVa

атм

Р

a

V

РаVc

Va

ВМТ НМТ

P

r n

α₁ α

P₀ V₀

Pa

Vc Vs

В процессе всасывания в цилиндр поступил объём воздуха V0 свежего заряда, хотя теоретически возможно заполнение большого объёмаVs.

Отношение фактического количества свежего заряда к теоретически возможному, при данных давление и температуре окружающей среды называется коэффициентом наполнения:

Величина коэффициента наполнения определяет количество свежего заряда, поступившего в цилиндр, соответственно и количество топлива, которое сгорит за цикл. Значит от этого коэффициента зависит мощность двигателя. У тихоходных дизелей , т.е. из-за неполноты заполнения цилиндра теряется 10-20% теоретически возможной мощности, а у быстроходных коэффициентов ещё ниже. Чтобы улучшить процесс наполнения диаметр впускного клапана стараются делать больше, чем впуск.

Чтобы точнее показать от каких параметров зависит коэффициент наполнения (формулы примут вид).

,

Е = Va/Vc– степень сжатия;

Т₀– температура атмосферного воздуха в К;

Та – температура конца наполнения в точке α в К;

- коэффициент остаточных газов у четырёхтактных дизелей без поддува составляет, гдеMr– количество остаточных газовкмоль;Ms– количество свежего заряда вкмоль.

Киломолем (кмоль) – называется количество вещества, число килограммов которого равно относительной молекулярной массе этого вещества. Так, 1 кмоль водорода равен 2 кг, кислорода 32 кг, углерода 12 кг и т.д.

Важными параметрами характеризующими процесс наполнения и влияющие на массу свежего заряда является температура Та в точке а и давление в конце наполнения Ра.

Та = Т₀+Т +_rT_r ,

где Т₀– температура атмосферного воздуха;

Т – приращение температуры в результате подогрева воздуха от стенок цилиндра и поршня;

_rT_r– температура остаточных газов

Процесс сжатия

Р

рс

С

Характеризуется

изменением РаVaна

отрезке ас в точке с

изменения РсVcпрекращается

температура увеличивается

α до 500º С.

Vc V

Va

При сжатии заряда в цилиндре двигателя происходит теплообмен между зарядом и стенами цилиндра. Процессы сжатия или расширения, свершающиеся с подводом или отводом теплоты, называются политропными.

Зависимость между параметрами состояния газа при политропном процессе характеризуется двумя уравнениями:

где n– показатель политропы (характеризует степень теплообмена), т.е. от величиныnзависит подводится теплота к газу или отводится.

Чтобы отличить показатель политропы сжатия от политропы расширение первый обозначают n₁.

откуда

= 35 – 40 атм

При таком давлении воздух нагреется:

Тс = 500º - 600º

- средний показатель политропы.