Подогрев заряда в процессе впуска

Свежий заряд при движении во впускной системе и цилиндре соприкасается с горячими стенками. В результате происходит некоторое повышение температуры смеси. Аналитическое определение DТ осложняется отсутствием данных для определения коэффициента теплоотдачи и средней температуры поверхностей. В связи с этим при тепловом расчете его значение подбирают на основе ранее полученных экспериментальных результатов, с учетом физики происходящих явлений. В карбюраторных двигателях часть тепловой энергии заряда расходуется на испарение мелкораспыленного топлива. В конечном итоге степень подогрева заряда в процессе впуска оценивается значением DТ в пределах 0...20.

Параметры процесса выпуска и остаточных газов.

Качество протекания процесса наполнения цилиндра во многом определяется параметрами выпуска отработавших газов: давлением на выпуске - P_r и температура отработавших газов - T_r. Величина P_r определяется давлением среды — P_o. В двигателях без надува P_к = P_o. Температура отработавших газов Т_r зависит от состава смеси, степени расширения и теплообмена при расширении и выпуске. При расчете коэффициентов остаточных газов и наполнения принимаем давление - Р_r=(1,14-1,2)Р_о. Температура остаточных газов для бензиновых двигателей в зависимости от ранее приведенных условий изменяется в пределах Tr=950....1050, К.

Значения P_r и T_r принимаем самостоятельно исходя из условий окружающей среды и особенностей конструктивных параметров прототипа согласно задания.

Суммарный коэффициент сопротивления впускной системы

Совершенство организации, процесса впуска и соответственно параметры конца впуска во многом определяется оригинальностью конструкции самой системы впуска и характеризуется ее суммарным коэффициентом сопротивления - (β²+ζ). Здесь p=W_ц/W_вп определяет гашение скорости движения смеси при поступлении в цилиндр, z - коэффициент гидравлического сопротивления системы впуска, отнесенный к наиболее узкому ее сечению. При хорошо сконструированной системе впуска ее суммарный коэффициент сопротивления составляет (β²+ζ)=2,5... 3,5.

Показатель политропы сжатия.

Значение параметров процесса сжатия определяется термодинамическими параметрами рабочей смеси в начале сжатия, степени сжатия и характера теплообмена, интенсивность и направление которого и должен отражать показатель политропы сжатия. В начале процесса сжатия температура смеси ниже температуры поверхностей стенок и температура смеси повышается как за счет сжатия, так и в результате подвода теплоты от стенок поэтому n₁>к. Затем температуры стенок и рабочей смеси постепенно выравниваются (n₁=к), а при дальнейшем сжатии температура смеси больше температуры стенок, происходит теплоотдача в стенки цилиндров и камеры сгорания (n₁<к). Здесь к - показатель адиабаты, к=1,37.

Таким образом, значение n₁ в процессе сжатия является переменным, зависит от характера теплообмена с учетом принятой системы охлаждения, частоты вращения, следовательно, времени в течении которого происходит теплообмен, конструктивных особенностей двигателя и теплопроводности материала поршня, головки цилиндров и гильзы, в расчете принимаем его среднее значение с учетом всех выше перечисленных факторов.

Показатель политропы расширения.

Значение термодинамических параметров рабочего тела в процессе расширения также определяется на основе аналитических зависимостей политропного процесса с постоянным показателем n₂. Его значение, также как и значение показателя политропы сжатия, определяется характером протекания теплообмена в процессе расширения. Предварительное его значение принимаем на основе собственных соображений в пределах n₂=1,23...1,28.