Процесс сжатия

Процесс сжатия воздуха в цилиндре осуществляется после закрытия всех газораспределительных органов при движении поршня от НМТ к ВМТ. Существенных различий процесса сжатия двухтактного и четырёхтактного дизелей не существует.

Основное назначение процесса сжатия – повышение давления и температуры заряда для обеспечения надёжного самовоспламенения впрыскиваемого топлива.

Сжатие представляет собой сложный процесс зависящий от ряда следующих факторов:

- переменного теплообмена между зарядом и стенками, изменяющегося как по величине, так и по знаку;

- непрерывного уменьшения поверхности охлаждения по мере приближения поршня к ВМТ;

- частичной утечки заряда через неплотности поршневых колец;

- впрыска и испарения части топлива до окончания процесса сжатия.

Рис. 3.4 – Диаграмма линии сжатия

В начале хода сжатия температура заряда обычно ниже средней температуры стенок рабочего цилиндра, что вызывает подогрев заряда. На этом участке кривая сжатия действительного процесса идёт круче адиабаты, поскольку происходит отдача теплоты от стенок заряду воздуха (n1 > k1).

По мере сжатия заряда и повышения его температуры передача теплоты от стенок к заряду уменьшается и наступает момент (точка 1), когда температура заряда становится равной средней температуре стенок и имеет место мгновенный адиабатный процесс (n1 = k1).

При дальнейшем сжатии заряда температура последнего становится выше средней температуры стенок цилиндра, вследствие чего уже происходит отдача теплоты от заряда к стенкам. Кривая действительного процесса становится более пологой нежели адиабата (n1 < k1).

Величина n1 по мере приближения поршня к ВМТ непрерывно уменьшается. В результате давление конца сжатия (точка С) действительного процесса обычно меньше давления адиабатного сжатия.

Характер действительного процесса теплообмена при сжатии представлен на энтропийной диаграмме из которой видно, что АВ – приток, ВС - отдача теплоты стенкам рабочего цилиндра.

При расчёте рабочего процесса полагают, что процесс сжатия протекает по политропе с постоянным показателем n1, величина которого обеспечивает получение такой же работы сжатия на линии АС как и при переменном показателе реального процесса.

Давление в конце сжатия определяется из уравнения политропы на линии сжатия АС:

. (3.17)

Откуда

. (3.18)

Температура конца сжатия определится из уравнения состояния заряда для точек А и С

PaVa = GaRTa = L(1+γr)RTa, (3.19)

PcVc = GcRTc = L(1+γr)RTc. (3.20)

Делим уравнение (4.4) на уравнение (4.3)

.

Откуда

. (3.30)

Если отсутствуют надёжные данные по оценке n1, то её значение определяется исходя из равенства работ в адиабатном процессе с переменной теплоёмкостью и в действительном процессе с постоянным значением политропы сжатия n1.

Для одного моля газа

, (3.40)

где Uc – внутренняя энергия одного моля заряда в конце сжатия;

Uа – внутренняя энергия одного моля заряда в начале сжатия;

Тc – температура заряда в конце сжатия;

Та – температура заряда в начале сжатия;

В левой части этого уравнения записана разность внутренних энергий одного моля заряда в конце и в начале сжатия, равная работе сжатия для адиабатного процесса, а в правой части – работа сжатия одного моля газа с постоянным значением показателя n1.

Значения внутренних энергий можно выразить через произведение средних мольных изохорных теплоёмкостей на температуру

Uc = (av +bTc)Tc, (3.41)

Ua = (av +bTa)Ta. (3.42)

Подставим (4.7) и (4.8) в уравнение (4.6)

(3.43)

Рекомендуем также:

Порядок проведения работы
• проводится экспериментальное исследование колебаний системы; • по результатам эксперимента вычисляются значения величины корректирующей массы и фазовый угол ее установки; • строится векторная диаграмма дисбалансов диска роторной системы; • сравнение теоретических и экспериментальных результат ...

Проверочный расчет тормозного механизма
Разрыв стенки барабана. Принимаем, что барабан тонкостенный цилиндр бесконечной длинны. .(32) – внутренний диаметр барабана. – толщина стенки барабана. – радиус барабана. – коэффициент трения. – ширина накладки. Предельное напряжение [s]≤ 450 МПа, материал ВЧ20 согласно данным лит ...

Назначение, состав и характеристика проектируемого депо
Проектируемое вагонное депо специализируется на ремонте пассажирских вагонов и имеет заданную программу 950 пассажирских ЦМВ. Пассажирское вагонное депо является структурным подразделением ОАО "Российские железные дороги". Оно входит в состав региональной пассажирской дирекции дальнего ...