Судовые двигатели

Процесс выпуска отработавших газов с цилиндра

Процесс выпуска отработавших газов протекает при переменном дав­лении в цилиндре. В начальный период выпуска давление в цилиндре зна­чительно превосходит атмосферное давление, а в период движения поршня от НМТ к ВМТ указанное превышение атмосферного давления составляет незначительную величину. Гидравлическое сопротивление, оказываемое движению отработавших газов в выпускном тракте, и определяет в основном величину среднего давления в цилиндре за период выпуска рr.

Указанные сопротивления оцениваются потерей давления газов, кото­рая складывается из потерь давления в выпускном клапане, в выпускном трубопроводе и в особых устройствах на выпуске (утилизационный паровой котел, глушитель, газовая турбина).

Потери давления в выпускном клапане пропорциональны квадрату скорости газов в проходном сечении клапана и равны

Потери давления в выпускном трубопроводе ?рr“ зависят как от скорости газов в нем, так и от длины его.

Нормально ?рr“ = 0,015 ? 0,020 кГ/см2 при скорости газов в выхлоп­ном коллекторе:

у тихоходных двигателей 20—40 м/сек;

у быстроходных двигателей 40—80 м/сек; у двигателей с газотурбинным наддувом 80—120 м/сек.

При наличии указанных ранее особых устройств на выпуске суммарная потеря давления значительно возрастает.

Величина среднего давления в цилиндре за период выпуска у двигателей без наддува составляет рr = 1,05?1,2 ата, а в выпускном коллекторе рr = 1,03 ? 1,05 ата. У двигателей с наддувом значение давлений рr и рг зависит от величины давления наддувочного воздуха.

Средняя температура газов в цилиндре за процесс выпуска может быть определена, если рассматривать процесс расширения от давления рb до давления рr как политропный с постоянным показателем пг:

где пг по опытным данным составляет примерно 1,30.

Температура Тr у дизелей колеблется от 700 до 800° К, а у карбюратор­ных двигателей примерно равна 1000° К.

Температура газов tг в выпускном коллекторе при полной нагрузке двигателя равна: