Процесс расширения

Основной полезный ход поршня происходит при расширении продуктов сгорания. Процесс расширения включает в себя:

- изменение давления и температуры;

- непрерывный теплообмен между газами и охлаждающими стенками;

- догорание топлива;

- утечку газов через неплотности поршневых колец.

В первой фазе расширения происходит догорание топлива, не успевшего сгореть в период видимого сгорания. При снижении температуры в цилиндре дизеля кроме теплоты догорания топлива выделяется еще некоторое количество теплоты вследствие восстановления продуктов диссоциации, в это время показатель политропы расширения n1 = 1,1 .1,2.

Во второй фазе расширения происходит интенсивная отдача теплоты в охлаждающую воду и n2 = 1,4 .1,5.

Аналогично процессу сжатия процесс расширения условно считают политропным со средним постоянным значением показателя политропы n2.

Влияние на n2 различных факторов.

1. С увеличением частоты вращения n2 снижается, так как уменьшается время на теплоотдачу в стенки, кроме того с ростом оборотов интенсифицируется догорание топлива.

2. С повышением нагрузки Pe (при n = const) показатель политропы n2 возрастает, так как увеличивается количество продуктов сгорания, их температура и, следовательно, теплоотдача в стенки.

3. С ростом рабочего объема цилиндра Vh уменьшается отношение площади поверхности охлаждения к рабочему объему (Fохл/Vh), а следовательно снижается теплоотдача и и уменьшается n2.

4. С падением скорости сгорания количество догорающего топлива увеличивается, что приводит к снижению n2.

Для определения n2 расчетным путем пользуются уравнением баланса теплоты на линии расширения

, (3.100)

где - потери теплоты в охлаждающую воду на участке ZB;

- изменение внутренней энергии продуктов сгорания в диапазоне изменения температуры от TZ до TB;

ALZB - работа политропного расширения на участке ZB;

- количество теплоты, подведенное к рабочему телу в процессе расширения.

Можно записать

. (3.101)

Работа расширения для политропного процесса запишется как

, (3.102)

где и .

Тогда после преобразований получим уравнения, решая которое определим n2:

. (3.103)

Это уравнение решается методом последовательных приближений совместно с уравнением

. (3.104)

Параметры процесса расширения

Давление продуктов сгорания в конце процесса расширения

. (3.105)

Температура газов в конце процесса расширения

. (3.106)

МОД и СОД PB = 0,25 .0,4 МПа TB = 900 .1000 K

ВОД PB = 0,4 .0,6 МПа TB = 1000 .1200 K

При форсировании двигателя, если TB > 1200 K, следует предусматривать меры по увеличению срока службы клапанов.

МОД и СОД с охлаждаемыми поршнями n2 =1,2 .1,3.

ВОД с неохлаждаемыми поршнями n2 =1,15 .1,25.

Рекомендуем также:

Определение экономической эффективности мероприятий по совершенствованию участка автомобильной дороги
Эффективность капитальных вложений определяется сопоставлени-ем эффекта и затрат. Общая величина народнохозяйственного эффекта oт совершенствования дороги включает: – экономический эффект, получаемый на автомобильном транспорте от снижения себестоимости перевозок в результате улучшения дорожных у ...

Тепловой баланс судового дизеля
Внешним тепловым балансом называется распределение теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в дизеле на отдельные составляющие, включая как полезно использованную теплоту, так и потери теплоты. Внешний тепловой баланс определяется, как правило, экспериментальным путём. Внешний тепловой баланс о ...

Расчет вентилятора карбюраторного двигателя
Напор создаваемый вентилятором принимается DРтр =850Па. Плотность воздуха при средней его температуре в радиаторе: рвозд = Р0×106/(RвTср.возд) =1,07 (кг/м3); Производительность вентилятора: Gвозд = G¢возд / рвозд =2,215 (м3/с); Фронтовая поверхность радиатора: Fфр.рад = Gвозд /wво ...