16 Билет

1. Основные параметры процессов ДВС и методы их расчетов

2. Классификация ДВС, основные показатели и условия работы автомобильных двигателей

3. Меры, снижающие выбросы токсических веществ с отработавшими газами ДВС в окружающую среду

4. Основные параметры процессов двс и методы их расчетов

ВПУСК ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ. В цилиндр двигателя поступает свежий заряд, состояние которого характеризуется давлением газов в конце впуска Pa; коэффициентом остаточных газов ; температурой в конце впуска T_a; коэффициентом наполнения цилиндра . Количество поступающего в цилиндр заряда зависит от следующих факторов:

1) гидравлического сопротивления впускной системы, снижающего давление поступающего заряда. Снижение давления на впуске связано с гидравлическими потерями движущегося потока свежего заряда. Величина гидравлических потерь прямо пропорциональна квадрату скорости движения потока (50-130м/с), поэтому с увеличением частоты вращения коленчатого вала ухудшается наполнение цилиндра.

2) наличия в цилиндре некоторого количества продуктов сгорания (остаточные газы).занимающих часть полезного объема;

3) подогрева заряда от поверхности стенок системы впуска и внутрицилиндрового пространства.

- для 4-хтактного двигателя без наддува;

- для 4-хтактного двигателя с наддувом.

Температура рабочего тела в цилиндре двигателя выше внешней и составляет:

где - повышение температуры свежего заряда за счет передачи тепла от нагретых деталей двигателя и от остаточных газов (0-20гр – карбюраторные; 20-40гр. –дизельные двигатели).

Остаточные газы, образующиеся в результате неполного вытеснения отработавших газов после выпуска, смешиваясь с поступившим зарядом уменьшают наполнение цилиндра, особенно на холостом ходу. Количество остаточных газов определяется из характеристического уравнения:

где ;

- для дизелей;

- для карбюраторных двигателей.

Совершенство процесса по остаточным газам характеризуется коэффициентом остаточных газов, который представляет собой отношение числа молей остаточных газов к числу молей свежего заряда:

- для карбюраторных двигателей;

- для дизельных двигателей.

Уравнение теплового баланса для точки «а»:

Пренебрегая разностью значений теплоемкостей и разделив уравнение на М₁ получим:

или

Температура впуска равна 340-400К для карбюраторных двигателей;

310-360К – для дизелей.

Количество свежего заряда в действительных циклах меньше возможного, поэтому вводится такая характеристика как коэффициент наполнения цилиндра.

Количество возможного заряда равно ;

Количество действительного заряда равно ;

Количество остаточных газов равно ;

Подставим полученные значения в уравнение теплового баланса

Произведем сокращение и замену. Тогда

Коэффициент наполнения равен 0,7-0,75 для двигателей с нижним расположением клапанов; 0,7-0,85 для двигателей с верхним расположением клапанов; 0,75-0,90 для дизелей.

Степень сжатия на наполнение не оказывает заметного влияния; Давление в конце впуска оказывает наиболее заметное влияние; при увеличении давления остаточных газов наполняемость ухудшается; Разные диаметры клапанов оказывают влияние на наполнение; подогрев заряда снижает наполняемость цилиндра.

	Тr	Тa
карбюраторный двигатель	900 ÷ 1100 К	340 ÷ 400 К
дизельный двигатель	700 ÷ 900 К	310 ÷ 360 К

ПРОЦЕСС СЖАТИЯ. Сжатие характеризуется повышением давления и температуры. Кроме того, действительный цикл сжатия протекает не по адиабате, т.к. существует теплообмен между зарядом и деталями двигателя. Процесс сжатия принято рассматривать как политропный с показателем политропы, который определяется экспериментально.

Вначале сжатия показатель политропы больше показателя адиабаты, т.к. заряд получает тепло от нагретых деталей и остаточных газов. Далее процесс идет с отдачей тепла деталям двигателя и показатель политропы становится меньше показателя адиабаты. В среднем принимают значение политропы меньше показателя адиабаты на протяжении всего процесса. Показатель политропы равен 1,32-1,39 для карбюраторных двигателей; 1,3-1,38 для газовых ДВС; 1,36-1,4 для дизелей.

Уравнение политропы сжатия , откуда

0,8-1,5Мпа – карбюраторные двигатели;

3,0-4,5Мпа – дизельные двигатели.

Из уравнения находим

600-750⁰К – карбюраторные;750-900⁰К – дизельные двигатели.