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 ...