Тема 7 термодинамічні співвідношення в процесі згоряння Процес згоряння

Ціль розрахунку - визначення температури і тиску наприкінці згоряння, а також об'єму V_z для циклів зі змішаним підведенням теплоти і з підведенням теплоти при постійному тиску.

У загальному випадку відповідно до першого закону термодинаміки можна записати наступне рівняння

чи

де _z - частка нижчої теплоти згоряння палива;

U_z, U_c - внутрішня енергія газу після і до згоряння;

L_cz - теплота, еквівалентна роботі газу в процесі згоряння.

Чисельне значення _z лежить у межах 0.8...0.95 для карбюраторних двигунів, 0,65...0,88 для дизелів.

Для двигунів з підведенням теплоти при V = const

Для двигунів зі змішаним підведенням теплоти

де  = p_z /p_c - ступінь підвищення тиску.

В обидва ці рівняння входять дві невідомі величини - (mc_v’’)^tz_to чи (mc_p’’)^tz_to і шукана температура t_z.. Вирішити ці рівняння вдається або методом послідовних наближень, або з рівняння другого порядку виду

Для розрахунку температури згоряння t_z дизельних двигунів рекомендується приймати значення  у межах 1,5...2,5.

Значення  для карбюраторних двигунів визначається після обчислення температури t_z. і звичайно лежить в інтервалі 3…5

Після визначення t_z знаходиться тиск наприкінці процесу згоряння.

1. Для двигунів з підведенням теплоти при V = const

2. Для двигунів зі змішаним підведенням теплоти

Звичайно в дизельних двигунах  = 1.2...1.7.

Тема 8 процеси розширення і випуску. Індикаторні показники циклу

8.1 Процес розширення

За аналогією з процесом стиску припускають, що процес розширення протікає за політропою з перемінним показником. Спочатку він збільшується, потім досягає показника адіабати і перевищує його.

Чисельне значення показника політропи процесу розширення визначають по номограмах, або методом послідовних наближень з наступної системи рівнянь

Для двигунів зі змішаним підведенням теплоти перше рівняння здобуває вид

де δ=ε/ρ - ступінь наступного розширення.

У середньому чисельні значення показника політропи лежать у наступних діапазонах:

карбюраторні двигуни 1.23...1.30;

дизелі 1.18...1.28;

газодизелі 1.25...1.35.

Значення тиску і температури наприкінці процесу розширення визначається за рівнянням політропного процесу

- для двигунів з підведенням тепла при V=const;

- для двигунів зі змішаним підведенням теплоти.

У сучасних автотракторних двигунах чисельні значення цих параметрів складають:

для карбюраторних двигунів p_b=0.35...0.6 МПа і T_b= 1200...1700 K;

для дизельних двигунів p_b=0.20...0.5 МПа і T_b= 1000...1500 K.

8.2 Процес випуску

Відкриття випускного клапана в ДВЗ здійснюється за 40-80^о кута установки колінчастого вала до приходу поршня в НМТ. При цьому трохи знижується робота розширення, зате поліпшується очищення циліндра і знижується робота з виштовхування відпрацьованих газів.

У момент відкриття клапана починається витікання газів із критичною швидкістю 600-700 м/с. За час приходу поршня в НМТ виводиться до 70% відпрацьованих газів. При русі поршня до ВМТ швидкість витікання складає 200-250 м/с, в кінці знижується до 60-100м/с.

На малюнку 8.1 представлена зміна тисків у процесі випуску.