Коэффициент наполнения
Наиболее важной величиной, характеризующей процесс впуска, является коэффициент наполнения, представляющий собой отношение действительного количества свежего заряда, поступившего в цилиндр, к тому количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме цилиндра при условии, что температура и давление в нем равны температуре и давлению среды, из которой поступает свежий заряд:
,
где Gд, Vд, Мд — действительное количество свежего заряда, поступившего в цилиндр двигателя в процессе впуска, соответственно в кг, м3, моль;
G0, К0, М0 — количество заряда, которое могло бы поместиться в рабочем объеме цилиндра при р0 и Т0 (или рк и Тк), соответственно в кг, м3, моль.
Процесс сжатия
В период процесса сжатия в цилиндре двигателя повышаются температура и давление рабочего тела, что обеспечивает надежное воспламенение и эффективное сгорание топлива.
Изменение давления в процессе сжатия показано на рис. 13.
Условно принимается, что процесс сжатия в действительном цикле происходит по политропе с переменным показателем n 1 , который в начальный период сжатия (участок ad) превышает показатель адиабаты к1 (идет подвод теплоты от более нагретых стенок цилиндра к рабочему телу), в какой-то момент времени точка d принимает значение, равное значению к1 (температуры стенок и рабочего тела выравнивались), а далее (участок dc) имеет меньшее значение, чем к1 (идет отвод теплоты от рабочего тела в стенки цилиндра).
В связи с трудностью определения переменной величины n 1 и усложнением расчетов обычно принимают, что процесс сжатия происходит по политропе с постоянным показателем n 1 (кривая аа" с'с).
Расчет процесса сжатия сводится к определению среднего показателя политропы сжатия п1 параметров конца сжатия (рс и Тс) и теплоемкости рабочего тела в конце сжатия 
(tc— температура смеси в конце сжатия, °С).
Величина n 1 устанавливается по опытным данным в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя, степени сжатия, размеров цилиндра, материала поршня и цилиндра, теплообмена и других факторов. Учитывая, что процесс сжатия протекает достаточно быстро (0,015 — 0,005с на номинальном режиме), суммарный теплообмен между рабочим телом и стенками цилиндра за процесс сжатия получается незначительным и величину n 1 ,можно оценить по среднему показателю адиабаты k1.
Рис 13.Изменения давления в процессе сжатия.
Значения показателей политропы сжатия n 1 в зависимости от k1 устанавливаются в следующих пределах:
Для бензиновых двигателей ……………. (k1-0,00) – (k1 – 0,04)
Для дизелей …………. (k1 + 0,02) - (k1 - 0,02)
При одинаковых значениях ε и Та значение n 1 для бензиновых двигателей обычно ниже, чем для дизелей, так как в процессе сжатия топливовоздушной смеси происходит испарение топлива с поглощением теплоты. Кроме того, наличие паров топлива повышает теплоемкость смеси. Оба фактора снижают величину n 1 .
Давление (МПа) и температура (К) в конце процесса сжатия определяются из уравнения политропы с постоянным показателем n 1 :
В современных автомобильных и тракторных двигателях давление и температура в конце сжатия изменяются в пределах:
Для двигателей с электронным впрыском ...... рс= 1,0 — 2,5 МПа.
Для карбюраторных двигателей рс = 0,9 — 2,0 МПа и
Тс = 600 — 800 К
Для быстроходных дизелей без наддува рс = 3,5 — 5,50 МПа и
ТС=700 — 900 К
Для дизелей с наддувом значения рс и Тс повышаются в зависимости от степени наддува.
Дата добавления: 2016-07-09; просмотров: 1114;