В результате осуществления процесса расширения происходит преобразование тепловой энергии топлива в механическую работу.
В реальных двигателях расширение протекает по сложному закону, зависящему от теплообмена между газами и окружающими стенками, утечки га-зов через неплотности, уменьшения теплоёмкости продуктов сгорания вследствие понижения температуры при расширении, уменьшения количества газов в связи с началом выпуска.
2.5.1 Показатель политропы расширения
Так же как и при рассмотрении процесса сжатия для упрощения расчётов кривую процесса расширения принимают за политропу с постоянным показателем n2.
С возрастанием коэффициента использования теплоты, интенсивности охлаждения, 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 n2незначительно отличается от показателя адиабаты k2и может быть определён по следующим формулам:
- для карбюраторного двигателя
,
- для дизельного двигателя
,
2.5.2 Давление и температура конца процесса расширения
Значения давления в МПа и температуры в градусах Кельвина (К) в конце процесса расширения определяется по формулам:
- для карбюраторных двигателей
,
,
- для дизельных двигателей
,
где δ - степень последующего расширения, которая определяется по формуле
.
Рассчитанные параметры процесса расширения необходимо сравнить со значениями этих параметров у современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания, представленных в таблице 2.7.
Таблица 2.7 – Значения параметров процесса расширения
Тип двигателя | Параметры | ||
Карбюраторный | 1,23…1,30 | 0,35…0,6 | 1200…1700 |
Дизельный без наддува | 1,18…1,28 | 0,2…0,5 | 1000…1200 |
Дизельный с наддувом | 1,15…1,25 | 0,5…0,8 | 1000…1200 |