10. Процесс расширения в дизеле. Показатели процесса.

Именно во время этого такта развивается сила, перемещающая поршень. Поэтому такт расширения называют рабочим ходом поршня. Этот такт является движущим началом остальных нерабочих тактов, совершающихся за счет накопленной при рабочем такте энергии. На каждый рабочий ход приходится в двухтактном двигателе один нерабочий ход, а в четырехтактном — три нерабочих хода (рис. 18). На тепловозах применяются и конкурируют между собой двухтактные и четырехтактные   дизели.

При подходе поршня к верхней мертвой точке в цилиндр через форсунку впрыскивается порция топлива. Давление впрыска топлива (не путать с давлением газов!), доходящее до 98 МПа (1000 кгс/см2), создается топливным насосом (на схеме не показан). В цилиндре происходит перемешивание топлива со сжатым воздухом и самовоспламенение. Процесс горения топлива сопровождается ростом температуры и давления газов. При сгорании топлива температура газов в цилиндре достигает 1500 — 1800° С, а давление повышается (в зависимости от конструкции и мощности дизеля) до 4,9 — 11,7 МПа (50— 120 кгс/см2). Под действием высокого давления газов поршень перемещается к нижней мертвой точке, а продукты сгорания топлива расширяются. Как уже указывалось, этот третий такт является рабочим ходом поршня потому, что только при этом ходе поршень совершает полезную работу. Температура и давление газов после расширения значительно понижаются. В третьем такте так же, как и во втором, впускной и выпускной клапаны   закрыты.

11)Индикаторная диаграмма дизельного двигателя при смешанном цикле

12)Политропа расширения.Определение политропы для дизельного и карбюраторного двигателя.

Политропный процесс, политропический процесс — термодинамический процесс, во время которого удельная теплоёмкость газа остаётся неизменной.

В процессе расширения тепловая энергия преобразуется в полезную механическую работу. Началом этого процесса условно считается момент достижения в цилиндре максимального давления цикла, что связано с окончанием процесса видимого сгорания. Процесс расширения изображается на индикаторной диаграмме линией zb. В действительном цикле вследствие догорания топлива на линии расширения, утечки газов через неплотности и отвод тепла через стенки цилиндра в охлаждающую жидкость расширение протекает по политропе с переменным показателем п2.

В начале процесса расширения приток теплоты к газам вследствие интенсивного догорания значительно больше, чем теплоотдача показателя адиабаты. По мере уменьшения явления догорания значение показателя политропы п2 будет повышаться. Если выделяемая теплота при догорании равна тепловым потерям в стенки, то п2 = k. При дальнейшем расширении газа тепловые потери в стенки будут больше, чем приток теплоты от догорания, а поэтому величина показателя политропы расширения будет увеличиваться. В дальнейшем для упрощения расчетов показатель политропы расширения принят постоянным и равным среднему значению за процесс расширения. Среднее значение показателя политропы расширения п2 для карбюраторных двигателей колеблется в пределах 1,25—1,33, а для дизельных 1,22— 1,25.

На величину среднего значения показателя политропы расширения оказывает влияние ряд факторов.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала показатель уменьшается, что объясняется увеличением скорости сгорания и уменьшением теплоотдачи в стенки.

С увеличением нагрузки увеличивается температура газов и теплопередачи в стенки, а следовательно, и значение показателя. Интенсивность охлаждения цилиндров двигателя также способствует увеличению этого показателя.