5. Процесс расширения

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

В реальных двигателях расширение протекает по сложному закону, зависяще- му от теплообмена между газами и окружающими стенками, утечки га-зов через не- плотности, уменьшения теплоёмкости продуктов сгорания вследствие понижения те- мпературы при расширении, уменьшения количества газов в связи с началом выпус- ка.

1. Показатель политропы расширения

Так же как и при рассмотрении процесса сжатия для упрощения расчётов кри- вую процесса расширения принимают за политропу с постоянным показателем n₂

С возрастанием коэффициента использования теплоты, интенсивности охлаж- дения, отношения хода поршня к диаметру цилиндра средний показатель политропы расширения увеличивается и, наоборот, уменьшается с ростом нагрузки и линейных размеров цилиндра. Средний показатель политропы расширения n₂ незначительно отличается от показателя адиабаты k₂ и может быть определён по следующим форму- лам:

Давление и температура конца процесса расширения

Значения давления р₀ в МПа и температуры Т_b в градусах Кельвина (К) в конце процесса расширения определяется по формулам:

Где δ- степень расширения, которая определяется по формуле:

Рассчитанные параметры процесса расширения необходимо сравнить со зна- чениями этих параметров у современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания, представленных в таблице 2.6.

Таблица 2.6 – Значения параметров процесса расширения.

Тип двигателя	Параметры
	n2	pb,МПа	Тb,К
Карбюраторный	1,23…1,30	0,35…0,6	1200…1700
Дизельный без наддува	1,15…1,28	0,2…0,5	1000…1200
Дизельный с наддувом	1,15…1,25	0,5…0,8	1000…1200

6. Процесс выпуска

За период процесса выпуска из цилиндра двигателя удаляются отработавшие газы. Процесс выпуска начинается в момент открытия выпускного клапана, который происходит за 40…70⁰ угла поворота кривошипа до прихода поршня в нижнюю мертвую точку. Предварительное открытие клапана необходимо для качественной очистки цилиндра от продуктов сгорания и уменьшения работы, необходимой для выталкивания газов. Закрытие выпускного клапана происходит через 10…40⁰ после прохода поршнем верхней мертвой точки, что улучшает качество очистки двигателя. Точность выбора температуры остаточных газов определяется по формуле:

При расхождении между принятой Т и рассчитанной по формуле ΔТ≥10% параметры расчета пересчитываются.

6. Индикаторные показатели рабочего цикла

1. Среднее индикаторное давление

Среднее теоретическое индикаторное давление – это условное среднее давление, действующее на поршень и равное теоретической работе газов за цикл, отнесён- ной к рабочему объёму цилиндра. Среднее теоретическое индикаторное давление определяется по формулам:

Среднее индикаторное давление действительного цикла в МПа отличается от теоретического на величину уменьшения работы газов действительного цикла против работы газов теоретического цикла (пропорционально уменьшению расчётной инди- каторной диаграммы за счёт скругления) и определяется по формуле:

Где φ_ί-коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

Для дизельных двигателей φ_ί= 0,92…..0,95