Судовые двигатели

Главная Судовые двигатели внутреннего сгорания Идеальные циклы и тепловые процессы в двигателях Расчет процесса выпуска газов из цилиндра двухтактного двигателя
Расчет процесса выпуска газов из цилиндра двухтактного двигателя

Процесс выпуска газов из цилиндра двухтактного двигателя происхо­дит при изменяющемся давлении в цилиндре. В начальный момент выпуска давление в цилиндре больше критического давления, а в дальнейшем она падает ниже критического. Таким образом, процесс выпуска можно разбить на два периода.

Диаграмма процессов выпуска и продувки двухтактного дизеля

Первый период выпуска от начального мо­мента (точка b, рис. 100) до момен­та, когда давление в цилиндре ста­нет равным критическому давле­нию ркр (точка s), т. е. когда p2/p1 ? (p2/p1)кр, а потому этот период является «надкритическим».

Второй(период истечения является «подкритическим»

Следовательно, выпуск газов до продувки — свободный выпуск раз­бивается на надкритический (линия b — s, см. рис. 100 и 101) и подкрити­ческий (линия s— k). За период свободного выпуска вытекает наибольшее количество газов.

Кривая изменения давления в цилиндре двухтаткного дизеля в период выпска

В точке k происходит открытие продувочных окон, давление в цилиндре в этот момент еще несколько выше давления pк, но обычно заброса газов в продувочный ресивер не происходит вследствие интенсивного падения давления в цилиндре и эжектирующёго действия столба выпускных газов.

Конец первой фазы газообмена соответствует наиболее низкому давле­нию в цилиндре (точка d) он наступает около НМТ.

Вторая фаза — продувка и принужденный выпуск (участок d — e), вначале характеризуется значительным повышением давления (участок d — g), а в дальнейшем почти при неизменяющемся давлении. Третья фаза (участок е — з) — выпуск после продувки (потеря заряда), если выпускные органы закрываются позже продувочных. В тех системах продувки, в ко­торых продувочные органы закрываются позже выпускных, третья фаза яв­ляется дозарядкой цилиндра.

Как известно, критическое отношение давлений при истечении равно

Принимая значение показателя адиабаты расширения в период выпуска продуктов сгорания (в интервале температур 700—1000° К) равным 1,35, находим

Интегрируя полученное выражение в пределах от рb до рkp, т. е. для надкритического периода выпуска и соответственно для левой части уравнения от 0 до ts получаем

Выражение (107) определяет «время-сечение» выпуска, необходимое для понижения давления в цилиндре от рb до ркр.

Для второго периода выпуска аналогично предыдущему можно написать

Для определения «время-сечения» второго периода выпуска получен­ное выражение необходимо интегрировать в пределах от ркр до рк и соответственно от ts до tк:

Суммируя выражения (107) и (ПО), найдем «время-сечение» всего периода свободного выпуска: