Процесс расширения

Процесс расширения является единственным процессом рабочего цикла, в течение которого совершается полезная работа. В действительных условиях расширение начинается с началом снижения давления в цилиндре и заканчивается к моменту прихода поршня в НМТ.

Процесс расширения протекает в более сложных условиях, чем процесс сжатия. К числу основных факторов, определяющих развитие процесса расширения, следует отнести:

- продолжающееся после точки Z тепловыделение, обусловленное догоранием топлива;

- теплоотдачу в стенки цилиндра;

Наиболее интенсивное тепловыделение наблюдается в начальной стадии процесса. В дальнейшем догорание топлива постепенно замедляется, тепловыделение уменьшается. Из рис.4 следует, что при расширении температура рабочего тела сначала увеличивается, так как в начальной стадии расширение происходит с подводом теплоты за счёт догорания, а затем уменьшается.

При некотором положении поршня подвод тепла за счёт догорания и восстановления продуктов сгорания становится равным отдаче тепла в стенки цилиндра и потере его за счёт утечек газов.

Рассматривая влияние различных факторов на процесс расширения определяем, что более пологая индикаторная диаграмма означает получение

большей полезной работы цикла.

Факторы, влияющие на процесс расширения.

1.Частота вращения коленчатого вала. При увеличении частоты вращения

коленчатого вала сокращается время контакта рабочего тела со стенками цилиндра и утечки газа через зазоры между поршнем и цилиндром, а значит и полезной работы будет совершено больше.

2.Нагрузка. С увеличением нагрузки полезная работа цикла увеличивается (n₂ уменьшается).

3.Размеры цилиндров. При неизменном рабочем объёме цилиндра с увеличением отношения S/D полезная работа увеличивается, т.к. значение показателя n₂ уменьшается.

4.Конструкция камеры сгорания. С увеличением размеров камеры сгорания повышается отвод теплоты от рабочего тела, поэтому значение показателя n₂ увеличивается, а величина полезной работы уменьшается.

5.Техническое состояние двигателя. При износе КШМ возрастают утечки рабочего тела. У изношенных двигателей показатель политропы будет выше, чем у хорошего двигателя, а значит и величина полезной работы будет меньше.

Показатель политропы