28. Процесс расширения, назначение и параметры процесса.
Процесс расширения является единственным процессом рабочего цикла, в течение которого совершается полезная работа. Начинается он с началом снижения давления в цилиндре и закапчивается к моменту прихода поршня в НМТ. Расширение происходит при изменении плошали поверхности теплообмена, а также давления в надпоршневом пространстве и сопровождается потерями незначительного количества рабочего тела через кольцевые уплотнения. В начальной стадии расширение происходит с подводом теплоты, так как в это время заканчивается догорание и наблюдается рост температуры. Поэтому значение показателя политропы расширения n2 ниже показателя адиабаты расширения к2, в некоторых случаях даже меньше 1. По мере движения поршня к НМТ процесс догорания затихает и начинает преобладать теплоотвод в стенки цилиндра. При этом n2 растет, приближаясь к значению к2. При некотором положении поршня отвод теплоты и в то же время продолжающийся, но ослабевающий подвод теплоты становятся равными: n2 = к2.
При дальнейшем расширении отвод теплоты от рабочего тела начинает преобладать, и n2 становится больше к2. Таким образом, расширение следует рассматривать как политропный процесс с переменным показателем политропы расширения n2.
Рис. Изменение в процессе расширения показателей Т. р. n2 и к2
Из-за трудности использования переменных значений n2 при тепловых расчетах двигателей пользуются условным средним значением показателя политропы расширения.
В зависимости от типа двигателя и режима его работы средние значения политропы расширения изменяются от 1,18 до 1,32. Рассматривая влияние различных факторов на процесс расширения, следует иметь в виду, что чем меньше значение n2, тем индикаторная диаграмма будет более пологой, что означает получение большей полезной работы цикла.
29. Процесс выпуска, коэффициент остаточных газов
В четырехтактных двигателях выпускные клапаны открываются в такой момент, чтобы обеспечить в первый период очистки вытекание отработавших газов со сравнительно большой критической скоростью, равной 600— 700 м/сек. В последующий период отработавшие газы вытесняются поршнем, движущимся к в. м. т. В двухтактных двигателях момент открытия выпускных органов выбирают так, чтобы в период до открытия продувочных окон вытекало как можно больше отработавших газов. Во всех случаях момент открытия выпускных органов подбирают экспериментально.
Отработавшие газы вытекают из цилиндра двигателя с высокой скоростью, что создает резкий шум. Для уменьшения шума на выпускной трубе устанавливают глушитель. Отработавшие газы, проходя через него, расширяются и вследствие этого их скорость снижается и они выбрасываются в окружающую среду без шума х. Коэффициент остаточных газов γr представляет собой отношение количества остаточных газов Мr к количеству воздуха L, поступившего в цилиндр: γr = Мr / L.
Коэффициент γr зависит от тактности и частоты вращения двигателя, типа системы газообмена и ее конструктивного исполнения, размеров цилиндра, степени сжатия.