Визначення основних параметрів робочого процесу ЛЕУ

Початковим завданням є визначення тисків і температур робочого тіла в циліндрі в характерних точках індикаторної діаграми і встановлення закономірностей зміни цих параметрів у проміжних точках. Індикаторна діаграма - залежність тисків у циліндрі Р від об’єму V або кута оберту кривошипа.

Характерними точками розрахункової індикаторної діаграми чотиритактного двигуна (рисунок 4.1) є:

а - початок стиснення робочого тіла;

с - кінець стиснення і початок згоряння;

z - кінець згорання і початок розширення;

b - кінець розширення робочого тіла,

Рисунок 4.1 - Розрахункова індикаторна діаграма чотирьохтактного двигуна у координатах P-V.

У чотирьохтактного двигуна точки а і b відповідають найбільшому об’єму циліндра, який визначається положенням поршня в нижній мертвій точці (НМТ); точка с завжди відповідає найменшому об’єму циліндра і визначається положенням поршня у верхній мертвій точці для двигуна з поршнями, що зустрічно рухаються, (ЗРП) точка с відповідає об’ємній мертвій точці положення поршнів (в. о. м. т.).

Визначимо об’єми циліндра, що відповідають точкам а, b, з індикаторної діаграми.

Геометричний ступінь стиску є відношенням найбільшого об`єму циліндра до найменшого , тобто:

( 4.1)

З виразу для визначаємо об'єм камери стиску V_c, м^3,V_c = (4.2)

V_c м³

Визначення геометричного та дійсного ступенів стиску справедливі як для чотирьохтактного, так і для двотактного двигунів. У чотирьохтактного двигуна звичайно впускний клапан також закривається із запізнюванням після НМТ. Про те при закритті впускного клапана в процесі стиснення, коли поршень рухається від НМТ до ВМТ, прохідний перетин швидко зменшується. Тому умовно приймають, що у чотирьохтактного двигуна початок процесу стиснення збігається з НМТ. Визначимо тепер об’єми циліндра, відповідні точкам а і b, м³:

V_а = V_b = V_c+ V_h (4.3)

V_а = 0.0137+0.0011 =0,0148 м³.

При розрахунку робочого процесу використовують багато дослідних коефіцієнтів. Тому відповідність між дослідними і розрахунковими даними буде істотно залежати від вибору цих коефіцієнтів.

Тиск на початку стиснення Р_а, МПа Р_а = 0,171

Обрано за двигуном прототипом.

Коефіцієнт залишкових газів ϒ

ϒ (4.4)

Температура робочого тіла на початку стиснення Т_а, К,

(4.5)

де Т_к - температура повітря перед впускними органами дизеля, К (Т_к=t_k+273).

= К.

За дослідними даними можна визначили Δt = 10 К

Коефіцієнтом наповнення називають відношення дійсної кількості повітря, що надходить у циліндр до початку стиснення, до тієї кількості, що могла б уміститися у робочому об’ємі V_h_, (для чотирьохтактного двигуна), при параметрах повітря перед впускними органами - тиску Р_к і температурі Т_к. Коефіцієнт наповнення для чотиритактного двигуна визначається як:

, (4.6)

де e_v - дійсний ступінь стиску 12,5.

Тиск робочого тіла наприкінці стиснення:

(4.7)

де n₁ - середнє значення показника політропи стиску приймається:

n₁=1,38.

МПа

Температура наприкінці стиснення:

(4.8)

За дослідними даними величина n₁ залежить від інтенсивності охолодження циліндра і його щільності: менше значення n₁ приймається при інтенсивному охолодженні і меншій щільності.

Параметри кінця згорання (точка z) характеризується тиском Р_z, і температурою Т_z, при цьому значенні Р_z приймається за двигуном - прототипом. Перед тим як визначити температуру Т _z, необхідно обчислити деякі характерні величини, що відносяться до процесу згорання.

Коефіцієнт молекулярної зміни при згорянні палива

₀= ( + ) (4.9), 1,03