Процесс расширения.

18.1. Какие явления происходят в процессе расширения?

Расширение происходит при переменных величинах поверхности теплообмена, а также давления в надпоршневом пространстве. В начале процесса расширения еще продолжается сгорание топлива. Его теплота идет в основном на повышение внутренней энергии РТ, а часть отводится в систему охлаждения. Несмотря на увеличение объема, по мере вращения коленвала, давление в цилиндре в начале хода поршня от ВМТ повышается из-за сгорания топлива с выделением бОльшей теплоты, чем затраты на теплообмен и работу. Дальнейшее перемещение сопровождается уменьшением теплоты, результатом чего является снижение давления. Максимальное значение температуры достигается после давления. Начиная с момента, когда теплота от догорания будет равна затратам на работу с потерями температура падает. Теплота, потерянная в начале такта в результате диссоциации и выделяемая потом при рекомбинации молекул, используется менее эффективно, чем могла бы использоваться при отсутствии диссоциации.

18.2. Почему на начальной части такта расширения происходит повышение давления и температуры, несмотря на увеличение объема заряда?

Расширение происходит при переменных величинах поверхности теплообмена, а также давления в надпоршневом пространстве. В начале процесса расширения еще продолжается сгорание топлива. Его теплота идет в основном на повышение внутренней энергии РТ, а часть отводится в систему охлаждения. Несмотря на увеличение объема, по мере вращения коленвала, давление в цилиндре в начале хода поршня от ВМТ повышается из-за сгорания топлива с выделением бОльшей теплоты, чем затраты на теплообмен и работу.

18.3. Почему максимум температуры достигается позднее максимума давления?

В начале процесса расширения еще продолжается сгорание топлива. Его теплота идет в основном на повышение внутренней энергии РТ, а часть отводится в систему охлаждения. Несмотря на увеличение объема, по мере вращения коленвала, давление и температура в цилиндре в начале хода поршня от ВМТ повышается из-за сгорания топлива с выделением бОльшей теплоты, чем затраты на теплообмен и работу. Параметры РТ могут быть определены в конце процесса расширения по формулам политропного процесса: p_b=p_z(1/d)ⁿ²; T_b=T_z(1/d)^n2-1, где d=V_b/V_z – степень последующего расширения для дизелей, а для ДсИЗ d=e. Отсюда видно, что температура в меньшей степени зависит от изменения объема, как давления.

Расчетные циклы.

19.1. Какие дополнительные к термодинамическим циклам факторы рассматриваются в расчетных циклах?

Если отказаться от некоторых допущений, используемых в термодинамическом цикле, то получается расчетный цикл. Расчетных циклов предложено множества, рассмотрим два из них. В этих циклах, осуществляемых за два хода поршня, в каждый момент времени в цилиндре находится однородная смесь. Ее состав изменяется в соответствии с количеством сгоревшего топлива, причем характер сгорания считается известным. Предложение об однородности означает, что продукты сгорания мгновенно перемешиваются с остальным зарядом. В первом цикле учитывается теплообмен между зарядом и окружающими деталями. Второй цикл отличается тем, что теплообмен между зарядом и окружающими деталями отсутствует. Такой цикл реализовать невозможно, зато он позволяет установить предельно возможные улучшения показателей ДВС.

19.2. Как влияют на экономичность расчетного цикла уровень потерь теплоты в среду охлаждения, зависимость теплоемкости заряда от температуры и коэффициент избытка воздуха?

Потери теплоты в среду охлаждения негативно сказываются на экономичности цикла вследствие того, что меньшее количество теплоты идет на совершение работы. Зависимость теплоемкости заряда от температуры играет отрицательную роль, т.к. при нагреве теплоемкость заряда увеличивается и большая часть теплоты уходит с продуктами сгорания. А влияние коэффициента избытка воздуха посмотри в журнале.

19.3. Как влияют на показатели расчетного цикла диссоциация, параметры окружающей среды, повышенные утечки заряда через неплотности, засорение воздушного фильтра, увеличение в процессе эксплуатации сопротивления выпускной системы?

При высоких температурах продукты сгорания разлагаются на более простые составные части. Этот процесс и называется термической диссоциацией, он идет с поглощением теплоты. Диссоциация зависит от состава ТВС (т.е. от a и g_ост), от температуры и давления, т.е степени сжатия. Она приводит к потере теплоты, т.е. к снижению h_tp. При увеличении давления наддува p_к возрастает и Т_к, что приводит к возрастанию средних и максимальных температур цикла. Увеличиваются также температуры деталей. Повышенные утечки приводят к уменьшению количества РТ, т.е. теплоты цикла, т.о. уменьшая h_tp. Об остальных сами подумайте.