Давление рабочего тела в цилиндре (3 видео)

Определение давлений и температур рабочего тела в цилиндре двигателя для построения индикаторной диаграммы

Для проверки правильности соотношений между основными параметрами цикла по данным расчета необходимо построить индикаторную диаграмму двигателя – зависимость давлений в цилиндре p от его объема V (рисунок 3.3) [9].

Рис. 3.3. Расчетные индикаторные диаграммы двигателей в координатах p-V:

а) – четырехтактного; б) – двухтактного

Характерными точками индикаторной диаграммы являются:

а – начало сжатия рабочего тела;

с – конец сжатия и начало сгорания;

z – конец сгорания и начало расширения;

а΄ – соответствует положению поршня в нижней мертвой точке.

Видео:график давления в цилиндре .а что на самом делеСкачать

Для четырехтактного дизеля точка «а» характеризует начало сжатия рабочего тела при положении поршня в нижней мертвой точке «НМТ», поэтому геометрическая степень сжатия ε

где V_c – объем камеры сжатия цилиндра.

Для двухтактного дизеля точка «а» находится по диаграмме левее нижней мертвой точки на величину объема V_n , занятого окнами

где y_s – доля потерянного хода поршня.

Поэтому для двухтактного дизеля действительная степень сжатия ε_u определяется, как отношение объема цилиндра, соответствующего положению поршня в момент закрытия органов газораспределения (клапанов или окон), к наименьшему объему цилиндра

Для двухтактного дизеля значение доли потерянного хода определяют из формулы

По условию значение ψ задано в таблице 2.2.

Объем камеры сжатия для двигателей определяем по формуле

Давление в начале сжатия по опытным данным принимают:

Коэффициентом остаточных газов g называют отношение количества остаточных газов M_г к свежему заряду, т.е.

Температура рабочего тела в начале сжатия

где T_k – температура воздуха перед впускными органами дизеля, K ( ; t_к – см. исходные данные); g – задан (см. таблицу 2.2).

Видео:Как читать график датчика давления в цилиндре мотор тестера Диамаг2Скачать

По опытным данным можно принять:

Читайте также: Масло в цилиндрах 4g93

Коэффициентом наполнения η_u называют отношение действительного количества воздуха, поступающего в цилиндр к началу сжатия, к тому количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме V_s (для четырехтактного двигателя) или полезном объеме (для двухтактного дизеля) при параметрах воздуха перед впускными органами – давлении p_к и температуре T_к.

Коэффициент наполнения для четырехтактного двигателя определяется из выражения

Для двухтактного двигателя в этом выражении вместо геометрической степени сжатия ε подставляется действительная степень сжатия ε_u.

Коэффициент наполнения для двухтактного двигателя, отнесенный к рабочему объему цилиндра

Как следует из определения, коэффициент наполнения четырех- и двухтактного двигателей учитывает параметры рабочего тела в начале сжатия (p_a,T_a).

Давление и температуру рабочего тела в конце сжатия (точка С) определим по формулам:

где ε₍_u₎ – степень сжатия геометрическая ε (четырехтактный двигатель) или действительная ε_u(двухтактный двигатель); n₁ – средний показатель политропы сжатия.

По опытным данным n₁ = 1,36¸1,38. Величины n₁ зависит от интенсивности охлаждения цилиндра и его газоплотности: меньшее значение n₁ принимается при интенсивном охлаждении и меньшей газоплотности.

Параметры конца сгорания (точка Z) характеризуются давлением p_z и температурой t_z. Прежде чем определить температуру t_z,необходимо вычислить некоторые характерные величины, относящиеся к процессу сгорания.

Степень повышения давления при сгорании

Видео:Какая компрессия должна быть у здорового двигателя ?Скачать

где p_z – берется по таблице 2.1.

Температура рабочего тела в конце сгорания t_z определяется из уравнения сгорания

где R_μ = 8,314 – универсальная газовая постоянная, кДж/(кг·К); C_vmz – средняя молярная теплоемкость при постоянном объеме для продуктов сгорания в точке Z, кДж/(кг· 0 С); ξ_z – коэффициент эффективного выделения тепла до точки Z, (см. таблицу 2.1); μ — действительный коэффициент молекулярного изменения; H_u – низшая теплота сгорания топлива (по заданию); C_vm_с – средняя молярная теплоемкость при постоянном объеме для воздуха и остаточных газов в точке С, кДж/(кг· 0 С); t_c, T_c – температуры рабочего тела в точке С, 0 С, К.

Читайте также: Расположение цилиндров ниссан мурано z51

Для вычисления теплоемкостей C_vm используют следующие их зависимости от температуры t:

«чистые» продукты сгорания (α = 1)

В эти формулы значения температур t в 0 С подставляют для тех точек (c или z), в которых вычисляют теплоемкости.

Теплоемкости C_vmc и C_vmz определяют из соотношений (соответственно при и ):

Так как C_vmz зависит от температуры t_z, то уравнение (3.13) решают методом последовательных приближений со сходимостью .

Обозначим правую часть уравнения (2.13) через D, тогда

Примем первое приближение . Вычисляем :

, т.е. сходимость не обеспечивается.

Видео:Проверка осциллографом давления в цилиндре на работающем двигателеСкачать

Принимаем второе приближение . При вычисления дают: , т.е. сходимость обеспечивается и К.

После вычисления T_z определяем степень предварительного расширения

Так как по определению степень предварительного расширения

Заданное значение p_z и расчетные значения T_z и V_z полностью определяют параметры и положение точки z в координатах давление p – объем V.

Давление p_b и T_b рабочего тела в конце расширения (точка b) определяются из соотношений:

степень последующего расширения продуктов сгорания

где ε_u – геометрическая ε или действительная ε_u степени сжатия, принимаемые в зависимости от тактности двигателя (ε при τ = 4, ε_u при τ = 2); при τ = 4 и при τ = 2; n₂ – средний показатель политропы расширения.

По опытным данным n₂ = 1,26-1,28. Величина n₂ зависит от интенсивности охлаждения цилиндра и его газоплотности.

После определения параметров характерных точек индикаторной диаграммы вычисляются показатели рабочего процесса.

Средним индикаторным давлением p_i называют отношение работы газов за цикл L_i к рабочему V_s (четырехтактный двигатель, τ = 4 или полезному (1-y)V_s (двухтактный двигатель, τ = 2) объему цилиндра.

Среднее индикаторное давление соответствует высоте прямоугольника, основанием которого служит рабочий V_s (четырехтактный двигатель) или полезный (1-ψ)V_s (двухтактный двигатель) объем цилиндра, при этом площадь прямоугольника равновелика площади индикаторной диаграммы L_i.

Видео:Как замерять компрессию в двигателе. ВАЗ 2112 разброс давления в цилиндрах. АВТОпрактикСкачать

Читайте также: Как выдавить задний тормозной цилиндр ваз

Расчетное среднее индикаторное давление в МПа определим по формуле

где ε ₍_u₎ – геометрическая ε или действительная ε _u степени сжатия, применяемые в зависимости от тактности двигателя (ε при τ = 4, ε_u при τ = 2),d_u = d при τ = 4, d_u при τ = 2.

Среднее индикаторное давление действительного цикла p_i меньше расчетного p_ip вследствие наличия скруглений в точках с, z΄, z индикаторной диаграммы и в конце расширения.

где φ_n – коэффициент полноты диаграммы.

По опытным данным значения принимают:

четырехтактный двигатель φ_n = 0,97-0,99;

прямоточно-щелевая продувка φ_n = 1,0;

прямоточно-клапанная продувка φ_n = 0,97-0,99.

Для двухтактного двигателя среднее индикаторное давление, вычисленное для полезного рабочего объема цилиндра , следует отнести ко всему рабочему объему V_s, т.е.

Индикаторная мощность двигателя в кВт

Индикаторным КПД (в цилиндре) называют отношение количества теплоты, превращенной в механическую работу, к затраченному количеству теплоты. Этот КПД четырехтактного двигателя определим по формуле

Видео:Компрессия 6 в одном из цилиндров. Снял ГБЦ.Скачать

Для двухтактного двигателя в формуле (3.22) вместо подставляют .

Удельный индикаторный расход топлива кг/(кВт·ч)

Эффективные мощность N_e в кВт, КПД и удельный расход топлива b_e в кг/(кВт·ч) определим из выражений:

Если расчеты рабочего цикла произведены верно, то расчетные значения эффективности мощности N_e и удельного расхода топлива b_e должны быть близки с точностью ± 5% к значениям, вычисленным ранее.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет