В конце процесса сжатия газа в цилиндре (8 видео)

В период процесса сжатия в цилиндре двигателя повышается температура и давление рабочего тела, что обеспечивает надежное воспламенение и эффективное сгорание топлива.

Давление (МПа) и температура (К) в конце процесса сжатия определяются из уравнения политропы с постоянным показателем n₁:

Данные о изменениях давления и температуры в конце сжатия в современных автомобильных и тракторных двигателях приведены в табл. 11.

Тип двигателя	p _с , МПа	T _с , °К
Карбюраторный	0,9…2,0	600…800
Быстроходный дизельный	3,5…5,5	700…900

Для дизелей с наддувом значения p _с и T _с повышаются в зависимости от степени наддува.

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия (кДж/(кмоль×К):

б) средняя мольная теплоемкость остаточных газов определяется для

карбюраторных двигателей по табл. 1 приложения методом экстраполяции,

для дизелей — по табл. 2 приложения методом интерполяции;

в) рабочей смеси (свежая смесь + остаточные газы)

Параметры процесса сгорания

Процесс сгорания — основной процесс рабочего цикла двигателя, в течение которого теплота, выделяющаяся вследствие сгорания топлива, идет на повышение внутренней энергии рабочего тела и на совершение механической работы.

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси в карбюраторных двигателях и свежей смеси в дизелях

Коэффициент изменения рабочей смеси

Видео:Принцип работы двигателя. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в 3DСкачать

Теплота сгорания рабочей смеси в карбюраторных двигателях

где D H_u — количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива (кДж/кг), определяемое по формуле

Теплота сгорания рабочей смеси в дизелях

Среднюю мольную теплоемкость продуктов сгорания определяют как теплоемкость смеси газов, кДк/(кмоль×К)

где r — объемная доля каждого газа, входящего в данную смесь;

— средняя мольная теплоемкость каждого газа, входящего в данную смесь при температуре смеси t_z .

При полном сгорании топлива ( ) продукты сгорания состоят из смеси углекислого газа, водяных паров, азота и кислорода. При этом

где t_o — температура, равная 0°С; t_z — температура смеси в конце видимого сгорания, °С.

При неполном сгорании ( ) продукта сгорания состоят из .смеси углекислого газа, окиси углерода, водяного пара, .свободного водорода и азота. При этом

Значения средней мольной теплоемкости продуктов сгорания бензина (С=0,855; Н=0,145), в зависимости от a, приведены в табл. 1 приложения, а значения средней мольной теплоемкости продуктов сгорания дизельного топлива (С=0,870; Н=0,126; О=0,004) — в табл. 2 приложения.

В табл. 3 приложения значения средних мольных теплоемкостей ‘некоторых газов даны при постоянном объеме, а в табл. 4 приведены эмпирические формулы, полученные на основании анализа табличных данных. Отклонения значений средних мольных теплоемкостей, полученных по эмпирическим формулам, от табличных значений не превышают 1,8%.

Читайте также: Отказали 2 цилиндра одновременно

Температура в конце видимого процесса сгорания в карбюраторных двигателях определяется из уравнения

где x_z — коэффициент использования теплоты, который изменяется с изменением скоростного режима работы двигателя.

Видео:Как работает двигатель внутреннего сгорания автомобиля?Скачать

При изменении частоты вращения коленчатого вала коэффициент x_z ориентировочно принимается (рис. 1) в пределах, которые имеют место у работающих карбюраторных двигателей. При этом

Температура в конце видимого процесса сгорания в дизелях определяется из уравнения сгорания

где l — степень повышения давления,

Величина степени повышения давления для дизелей устанавливается по опытным данным в основном в зависимости от количества топливе, подаваемого в цилиндр, формы камеры сгорания и способа смесеобразования. Кроме того, на величину l оказывает влияние период задержки воспламенения топлива, с увеличением которого степень повышения давления растет:

а) для дизелей с нераздельными камерами сгорания и объемным смесеобразованием l = 1,6 . 2,5;

б) для вихрекамерных и предкамерных дизелей, а также для дизелей с нераздельными камерами и пленочным смесеобразованием l = 1,2 . 1,8;

в) для дизелей с наддувом l = 1,5.

Коэффициент использования теплоты e_z для современных дизелей с нераздельными камерами сгорания и хорошо организованным струйным смесеобразованием для двигателей без наддува можно принять равным 0,82 , а при наддуве в связи с повышением теплонапряженности двигателя и созданием более благоприятных условий для протекания процесса сгорания — 0,86.

Зная температуру в конце видимого сгорания для карбюраторного двигателя, определяют давление p _я (МПа):

Степень предварительного расширения

Данные значений температуры и давления конца сгорания для современных авторемонтных и тракторных двигателей при работе с полной нагрузкой приведены в табл. 12.

Тип двигателя	T_z , °К	p _z , МПа
Карбюраторный	2400…2900	3,5…7,5
Газовый	2200…2500	2,5…4,5
Дизельный	1800…2300	5…12

Более низкие температуры конца сгорания у дизелей по сравнению с карбюраторными и газовыми двигателями являются следствием большой величины коэффициента избытка воздуха a , а следовательно, и больших потерь теплоты на нагревание воздуха.

Параметры конца расширения

В результате процесса расширения происходит преобразование тепловой энергии топлива в механическую работу.

Значения давления (МПа) и температуры (К) в конце процесса расширения для карбюраторных двигателей составляют:

Видео:Опыты по физике. Адиабатическое сжатиеСкачать

где d — степень последующего расширения для дизелей,

Ранее принятую температуру остаточных газов проверяют по формуле

Примерные значения давления p_b и температуры T_b для современных автомобильных и тракторных двигателей без наддува (на номинальном режиме) приведены в табл. 13.

Читайте также: Высота цилиндра 8 радиус 5 найдите площадь сечения плоскостью равна

Параметры конца процесса сжатия

Тип двигателя	p _с , МПа	T _с , °К
Карбюраторный	0,9…2,0	600…800
Быстроходный дизельный	3,5…5,5	700…900