3.2. Процесс сжатия

Необходимо определить конечные параметры процесса сжатия воздуха в цилиндре, то есть величины и .

Давление в конце сжатия

,

где - среднее значение показателя политропы сжатия, равное для ЛЭУ 1,32 – 1,39 (для справки, у дизелей типа Д49 величина показателя политропы равна 1,34 – 1,36).

Политропа сжатия показывает отличие реального процесса от идеального (адиабатного с показателем адиабаты 1,4, то есть без теплообмена с реальной средой). Политропа сжатия учитывает наличие теплообмена в цилиндре дизеля.

При больших значениях наддува величины могут достигать значений (9,5 – 10,5) МПа.

Температура воздушного заряда в конце сжатия

, К

Следует помнить, что по условиям надёжного самовоспламенения величина .

Промежуточные значения давления процесса сжатия необходимо определить по политропному уравнению:

,

где – истинный показатель политропы сжатия, изменяющийся по ходу сжатия, что зависит от реального процесса теплообмена в цилиндре. Следовательно, для подсчётов принимается ранее принятое значение.

Тогда величина .

Значения (не более 5-7 значений) берутся равномерно на участке сжатия.

Далее на миллиметровой бумаге вычерчивается индикаторная диаграмма процесса в координатах и .

3.3. Процесс сгорания

Задачей является определение в точке « » контрольных значений давления и температуры , и степени предварительного, а затем и последующего расширения и .

В конце расчёта необходимо дополнить индикаторную диаграмму в координатах и , которая обеспечит необходимую мощность двигателя. Естественно, необходимо использовать результаты по расчёту процессов наполнения и сжатия.

Все расчёты проводятся при нормальных внешних атмосферных условиях, то есть температуре окружающего дизель воздуха То = 293 К и барометрическом давлении Ро = 0,105 мПа.

Весовой элементарный состав дизельного топлива принимаем равным:

С = 0,86, Н = 0,13 и О = 0,01

Для определения используем известное уравнение сгорания:

где - коэффициент использования теплоты в точке z;

Величина (величина = 0,8 – 0,9, а = 0,75 – 0,9)

- коэффициент молекулярного изменения в точке z, равный

,

где - теоретический коэффициент молекулярного изменения;

- коэффициент избытка продувочного воздуха;

- коэффициент выделения теплоты в точке (z), который можно принять равным 0,85.

Из курса теплотехники известно, что средняя молярная теплоёмкость равна

, где коэффициенты определяются по известным формулам:

,

Тогда величину найдём по уравнению сгорания:

Необходимо иметь в виду, что для эффективного процесса сгорания величина температуры сгорания должна удовлетворять условию:

.

Более высокие значения T_z нежелательны во избежание существенных потерь теплоты от диссоциации (разложения с поглощением энергии) молекул га­зов. При пониженных значениях T_z возрастают потери теплоты от не­сгоревшего топлива, что ухудшает экономичность.

В завершение определяются максимальное давление сгорания: P_Z=λP_C, МПа и степень предварительного расширения :

.

По полученным результатам к индикаторной диаграмме сжатия достраиваются фазы процесса сгорания.