Судовые двигатели

Расчет процесса продувки в цилиндрах двухтактных двигателей

Процесс продувки начинается в момент, когда давление газов в ци­линдре становится меньше давления продувочного воздуха в ресивере. За период продувки давление в рабочем цилиндре рт можно принять постоян­ным, и вследствие наличия неравенства рк>pmг продувочный воздух поступает в цилиндр двигателя, а продукты сгорания в то же время вытекают в коллектор отработавших газов.

Рассматривая процесс продувки как адиабатный процесс истечения при отношении давлений меньше критического, количество воздуха, поступаю­щего в цилиндр за время dt через продувочные окна сечением fм2, опреде­лится следующим выражением:

Интегрируя данное выражение от момента открытия продувочных окон до момента их закрытия, определим «время - сечение» продувки:

При выбранных суммарной ширине и высоте выпускных окон можно построить диаграмму открытия выпускных окон (см. рис. 83 и 84) и отложить на ней площадь, выражающую в масштабе площади этой диаграммы «вре­мя - сечение» свободного выпуска F1, определенного по формуле (112).

В результате этого на диаграмме открытий окон определяется момент начала продувки и высота продувочных окон h2. Задаваясь суммарной ши­риной продувочных окон S2, можно определить масштаб площади F2 на диаграмме открытий окон, а следовательно, «время-сечение» продувки. Зная «время-сечение» продувки F2, можно из формулы (115) определить значение среднего давления в цилиндре за период продувки:

Коэффициент истечения ?3 можно принять равным ?3 = 0,75 ? 0,85, по вычисленной правой части из урав­нения (118) определяется давление рт. Величину давления рт можно оп­ределить и по кривой К (рис. 104), где по значению К определяется от­ношение —, pm/pk следовательно, при известном рк и давление рт.

Кривая к расчету проццесса продувки

В период продувки одновремен­но происходит и выпуск газов в количестве dgm за время dt, т. е.

Зная «время-сечение» F3 по диаграмме открытия окон, то из полученного выражения (120) молено определить среднее давление в цилиндре в период продувки рт:

Из уравнения (121) можно определить рт или для некоторого упро­щения расчета можно по значению D, пользуясь кривой D (рис. 104), определить отношение p1 / p2 = pr / pm и, следовательно, значение рm .

Если среднее давление определено по уравнению (121), т. е. по зна­чению «время-сечение» F3, взятому из диаграммы открытия окон, то величина «время-сечения» продувки может быть определена по формуле (118) независимо от площади диаграммы, выражающей «время-сечение» продувки:

Весовое количество смеси воздуха и продуктов сгорания вытекающее из цилиндра за период продувки, определяется следующим образом:

В итоге расчета процессов выпуска и продувки должно быть произве­дено сравнение располагаемого «время-сечения» продувки (т. е. определен­ного по диаграмме открытия окон) с расчетным «время-сечением» продувки [формула (122)]. Располагаемое «время-сечение» продувки должно быть больше или равно расчетному «время-сечению» продувки. В противном слу­чае, т. е. когда располагаемое «время-сечение» продувки меньше расчетного, необходимо увеличить суммарную ширину продувочных окон или повысить давление продувочного воздуха и после этого снова произвести расчет.