Коэффициент остаточных газов

В камере сгорания остаётся не вытесняемая поршнем чаек, продуктов сгорания - Mr, называемых остаточными газами.

Отношение числа киломолей остаточных газов Mr, оставшихся в цилиндре от предыдущего цикла, к числу киломолей свежего заряда , поступившего в цилиндр в процессе впуска называется коэффициентом остаточных газов т.е.

(1.17)

где Mr - число киломолей остаточных газов;

- число киломолей топливовоздушной смеси.

Величина коэффициента остаточных газов -характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания и рассчитывается по формуле:

(1, 18)

где: - подогрев свежего заряда на впуске, К;

- температура остаточных газов, К;

-давление остаточных газов, МПа;

- степень сжатия.

С точки зрения получения наибольшей экономичности двигателя оптимальное значение степени сжатия находится и пределах от 11до 13 [2]

Ориентировочные значения геометрической степени сжатия для современных автотракторных двигателей составляют [2]:

• дня карбюраторных двигателей - от 6 до 9;

• для дизелей без наддува - от 16 до 20;

• для дизелей с наддувом - от 12 до 15

• в отдельных высокофорсированных автомобильных карбюраторных двигателях 11.

Как видно, реальные значения степени сжатия расходятся с оптимальными. В карбюраторных двигателях оптимальное значение степени сжатия недостижимо в связи с возникновением детонационного сгорания. В дизелях фактические значения степени сжатия превышают оптимальные в связи с необходимостью создания надёжного самовоспламенения впрыскиваемого топлива на любом режиме работы, учитывая, что температура в процессе сжатия к моменту впрыскивания топлива должна на 200...400°С превышать температуру самовоспламенения топлива.

При расчёте величины , , принимаются исходя их существующих данных по двигателям [2].

Для карбюраторных двигателей:

= -5...+25 К;

= 900... 1100 К;

, МПа.

Для дизелей без наддува:

= +20... +40 К;

= 600... 900 К;

, МПа.

Для дизелей с наддувом:

= 600... 900 К;

, МПа.

Для двухтактных дизелей с прямоточной продувкой:

;

=600...900 К;

, МПа.

Значение для автотракторных двигателей варьирует в следующих пределах:

• для бензиновых и газовых двигателей без наддува - от

0, 04 до 0, 08;

• для дизелей без наддува и с наддувом - от 0, 03 до 0, О6;

• для двухтактных дизелей с прямоточной продуктивности от 0, 04 до 0, 1

Температура в конце впуска

Температура газа, находящегося в цилиндре двигателя _вконце впуска, зависит от температуры рабочего тела , температуры остаточных газов , коэффициента остаточных газов подогрева свежего заряда :

(1, 19)

У современных четырёхтактных двигателей значение варьирует в следующих пределах:

• для карбюраторных двигателей - от 320 до 380 К;

• для дизелей без наддува - от 310 до 350 К;

• для четырёхтактных дизелей с наддувом и двухтактные дизелей с прямоточной продувкой - от 320 до 400 К.

Коэффициент наполнения

Коэффициент наполнения представляет собой отношение действительного количества свежего заряда, поступившего в цилиндр в процессе впуска, к тому количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объёме цилиндра Vh при условии, что температура и давление в нём равны температуре и давлению среды, из которой поступает свежий заряд ( и -для двигателей без наддува; и - для двигателей с наддувом).

(1, 20)

Для четырёхтактных двигателей значение составляет

• для карбюраторных двигателей - от 0, 75 до 0, 85;

• для дизелей без наддува - от 0, 8 до 0, 9;

• для дизелей с наддувом (при 0, 2 МПа и без промежуточного охлаждения воздуха) - от 0, 8 до 0, 95

• для двухтактных дизелей с прямоточной продувкой - от0, 75 до 0, 85

Расчёт сжатия

Показатель политропы сжатия

При сжатии воздуха температура деталей остаётся примерно неизменной. Воздух в начале сжатия имеет температуру меньшую, чем окружающие поверхности, а затем его температура за счёт сжатия становится выше температуры окружающих деталей. Вследствие этого изменяется направление теплопотока. Наличие теплообмена определяет процесс сжатия как политропный: , с переменным показателем , зависящим от характера теплообмена и количества переданной теплоты.

С учётом реальных условий теплообмена в двигателе на показатель политропы будут влиять конструктивные параметры, режимы работы и условия эксплуатации двигателя.

Наибольшее влияние на оказывает частота вращения коленчатого вала п, так как сокращается время теплообмена и уменьшается утечка воздуха через зазоры поршневых колец.

При п от 600 до 2500 мин можно пользоваться ориентировочной зависимостью:

(1, 21)

где - показатель политропы сжатия;

п - частота вращения коленчатого вала, мин .

При увеличении диаметра цилиндра D с сохранением хода поршня S, показатель политропы увеличивается, т. к. уменьшается отношение площади поверхности цилиндра к объёму, и теплоотдача от воздуха понижается. Уменьшение S при сохранении D приводит к увеличению теплоотдачи, и - уменьшается.

Ориентировочные значения показателя политропы сжатия для современных автотракторных двигателей находятся в следующих пределах:

• для карбюраторных двигателей (при полном открытии дроссельной заслонки) -1, 34...1, 39;

• для дизелей без наддува - 1, 36... 1, 4;

• для дизелей с наддувом (при давлении наддува)

0, 2 МПа и без промежуточного охлаждения воздуха после компрессора) - 1, 35... 1, 38.

Давление в конце сжатия

Расчёт давления в конце сжатия , МПа, ведут по уравнению политропического процесса:

(1.22)

Ориентировочные значения для современных автотракторных двигателей находятся в следующих пределах [2]

• длякарбюраторных двигателей при полном открытии дроссельной заслонки - от 0, 9 до 1, 6 МПа;

• для дизелей без наддува - от 3, 5 до 5, 5 МПа;

• для дизелей с наддувом (при давлении наддува

0, 2 МПа и без промежуточного охлаждения воздуха после компрессора) - от 6 до 8 МПа.

Температура в конце сжатия

Расчёт температуры в конце сжатия Тс, К, ведут по уравнению политропического процесса:

(1.23)

Для современных автотракторных двигателей значения Тс находятся в следующих пределах [2]:

• для карбюраторных двигателей при полном открытии дроссельной заслонки - от 650 до 800 К;

• для дизелей без наддува - от 700 до 900 К;

• для дизелей с наддувом при давлении наддува

0, 2 МПа и без промежуточного охлаждения - от 900 до 1000 К.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒