Условия выбора среднего показателя политропы сжатия. Термодинамический расчет параметров рабочего тела в конце сжатия и их значения для различных типов двигателей

В начале процесса сжатия температура свежего заряда ниже температуры поверхностей деталей, поэтому начальный период процесса сопровождается подводом теплоты к заряду. При этом значение показателя политропы сжатия n₁ больше показателя адиабаты k₁.

В дизельных двигателях численное значение показателя поли­тропы в начале сжатия достигает примерно 1,5—1,6 и более (в за­висимости от теплового состояния двигателя и температуры по­ступающего воздуха).

По мере движения поршня от н.м.т. к в.м.т. температура све­жего заряда непрерывно повышается и теплообмен между рабочим

Рис. 4.2. Изменение показателя политропы и давления в процессе сжатия

телом и окружающими его деталями вследствие уменьшения разности их температур снижается, следовательно, показатель   политропы сжатия непрерывно уменьшается. Когда температуры сжимаемого заряда и стенок цилиндра сравняются, тепловой поток станет равным нулю и мгновенное значение показателя политропы сжатия будет равно показателю адиабаты.

Дальнейшее повышеие температуры сжимаемого заряда изменяет на­правление теплового по­тока и процесс сжатия сопровождается отводом тепла от рабочего тела к окружающим его дета­лям.

Кривая процесса сжатия в этом случае проходит более полого, чем адиабата сжатия, значение показателя политропы становится меньше показателя адиабаты , причем разность между ними увели­чивается по мере прибли­жения поршня к в.м.т.

Некоторое увеличение показателя политропы сжатия вблизи в.м.т. может происходить вследствие того, что поверхность теплообмена при этом положении поршня мала, а температура поверхностей, образующих камеру сгорания, сравнительного высока, и хотя тепло и отводится от рабочего тела к стенкам, но этот теплоотвод может оказаться количественно меньше, чем при более раннем (до в.м.т.) положении поршня.

Расчет процесса сжатия с переменным показателем политропы сопряжен со значительными трудностями. С целью упрощения расчета действительный процесс сжатия с переменным показателем политропы заменяют политропным процессом с некоторым постоянным показателем n₁, который называется средним показа­телем политропы сжатия. Численное значение n₁ выбирается та­ким, чтобы теплообмен в политропном процессе с выбранным показателем n₁ равнялся бы суммарному теплообмену в действитель­ном процессе сжатия.

Значения показателя политропы сжатия для выполненных ди­зелей приведены в таблице 4.1.

Суммарный теплообмен в течение процесса сжатия, как прави­ли, невелик и составляет 1—3% от подводимого тепла и направлен от рабочего тела к окружающим его деталям двигателя.

Таблица 4.1

Параметры рабочего тела в конце процесса сжатия и в конце впуска связаны между собой уравнением политропы сжатия:

                                                       (4.1)

                                                         (4.2)

Значения параметров рабочего тела в конце процесса сжатия в дизельных двигателях на расчетном режиме приведены в таблице 4.1.