При определении параметров цикла двухтактного двигателя, основываясь на экспериментальных данных и прототипе двигателя, задаются размерами продувочных и выпускных окон и величиной давления продувочного воздуха.
Принятые значения размеров окон и рк окончательно проверяются и уточняются при проверочном расчете процессов выпуска и продувки.
Таким образом, исходной величиной для расчета цикла двухтактного двигателя является давление продувочного воздуха рк, величина которого принимается в зависимости от числа оборотов двигателя и системы продувки. В двигателях без наддува рк обычно колеблется — 1,1—1,35 ата и принимается минимальным, обеспечивающим требуемое наполнение цилиндра свежим зарядом. Более высокие давления рк применяются в быстроходных двигателях. При работе двигателя с наддувом величина давления наддувочно-продувочного воздуха зависит от принятой степени наддува двигателя. Размеры продувочных и выпускных окон у выполненных двигателей составляют: высота выпускных окон h1 = (0,16?0,25) S; высота продувочных окон h2= (0,08?0,12) S; высота продувочных окон при работе с наддувом h3 = (0,10?0,15) S, где S — ход рабочего поршня.
Суммарная ширина выпускных окон S1 = (0,20?0,38) ?D продувочных окон S2 = (0,25?0,40) ?D; S1 + S2 ? 0,75 ?D, где D —диаметр рабочего цилиндра двигателя.
Для системы продувки контурной петлевой высота h1 слагается из высоты продувочных окон, высоты перемычки между рядами окон и высоты выпускных окон. Высота собственно выпускных окон составляет (0,30?0,38) h1, а перемычка между рядами окон делается высотой 30—60 мм.
Величина давления в начале сжатия ра зависит от давления продувочного воздуха, сопротивлений в выпускном тракте и от системы продувки.
Для контурных систем продувки можно принять
где рк — давление наддувочно-продувочного воздуха и рг — давление газов в выпускном коллекторе для двигателей без наддува (рг = 1,03?1,05 ата); при работе с наддувом оно зависит от давления наддувочно-продувочного воздуха.
Для прямоточной системы продувки ра ?0,95рк. Значение температуры в начале сжатия Та может быть определено по выведенной ранее формуле, т. е.
где Тк — температура наддувочно-продувочного воздуха, значение которой определяется из уравнения политропы сжатия воздуха в нагнетательном насосе:
В формуле (98) р0 = 1 ата и Т0 = 290?300° К — давление и температура окружающего воздуха;
?р и ?р1 — гидравлическое сопротивление в насосе со стороны нагнетателя и всасывания, равное 0,10?0,20 кГ/слс;
пk (показатель политропы сжатия) в насосах равен: пk = 1,4?1,6 (поршневые насосы); пk = 1,55?1,8 (объемные насосы); пk = 1,6?2,0 (центробежные насосы).
Для понижения температуры Тк в двигателях с наддувом применяют охлаждение воздуха, которое позволяет снизить температуру Тк на 25— 50° после каждой ступени сжатия насоса в зависимости от величины поверхности и интенсивности охлаждения.
В формуле (13а) ?Тk = 5?10° учитывает подогрев воздуха от стенок рабочего цилиндра; Тr — температура остаточных газов может быть принята равной Тr = 700?900°К.
Расчетные значения температуры Тa составляют у двухтактных дизелей:
Давление и температура в конце процесса сжатия в двухтактных дизелях, вследствие повышенных параметров в начале сжатия, несколько выше, чем в четырехтактных, и составляют рс= 36?45 кГ/см2; Тс = 850?950° К при работе без наддува. При наддуве рс достигает 50 кГ/см2 и выше в зависимости от давления наддувочно-продувочного воздуха. Соответственно повышается и максимальное давление цикла, которое у двухтактных дизелей без наддува обычно колеблется рz = 60?65 кГ1см2 и с наддувом повышается в зависимости от величины рк. Значения остальных параметров расчетного и рабочего циклов двухтактных двигателей примерно равны значениям параметров циклов четырехтактных двигателей. Метод определения параметров основных точек цикла с — z' — z — b остается тем же, что и для циклов четырехтактных двигателей.
|