Построение кривых «угло-путь» и определение располагаемых время-сечений

Расчет продувки двухтактного дизеля

Процессы газообмена в 2-тактных двигателях - очистка цилиндров от продуктов сгорания и заполнение их свежим зарядом воздуха совершается за очень короткие промежутки времени.

 

Прямоточно-щелевая продувка

 

Продувка определяет фазы открытия и закрытия, а также размеры газораспределительных органов, обеспечивающие наилучшую сходимость полученных время-сечений с теоретически необходимыми. Открытием и закрытием выхлопных и продувочных окон управляют соответственно нижний и верхний поршни, связанные с нижним и верхним коленчатыми валами.

 

Суммарные потери полезного хода поршней

 

В двигателе 10Д100 выхлопной (нижний) поршень движется с опережением продувочного (верхнего) на угол поворота коленчатого вала (п.к.в.), что дает возможность не только обеспечивать свободный выхлоп, но и осуществлять дозарядку цилиндра, несмотря на большую высоту выхлопных окон. Однако наличие сдвига кривошипов нижнего и верхнего коленчатых валов на угол приводит к дополнительной потере полезного хода поршней:

 

;

;

;

.

Коэффициент потери хода поршней:

 

;

 

.

 

Высота выхлопных и продувочных окон:

 

;

;

 

;

.

 

 

Значения объемов цилиндра

 

Рабочий объем цилиндра с учетом сдвига кривошипов:

 

;

Объем камеры сжатия:

 

;

.

 

Полный объем цилиндра:

 

;

.

 

Построение кривых «угло-путь» и определение располагаемых время-сечений

Принимаем п.к.в. в одном мм;

мм хода поршня в одном мм;

мм.

Поправка Брикса:

 

;

;

 

;

.

 

Отношение радиуса кривошипа к длине верхнего (нижнего) шатуна:

 

;

;

где - длина верхнего (нижнего) шатуна.

 

Площади:

- время-сечения свободного выхлопа;

- время-сечения принудительного выхлопа;

- время-сечения продувки-наполнения;

- время-сечения дозарядки.

 

По оси абсцисс принимаем в содержится п.к.в., а по оси ординат чертежа соответствует натуральной высоты окон. Суммарная ширина выхлопных и продувочных окон остается неизменной по высоте окон.

Масштабы для определения располагаемого время-сечения:

 

;

;

 

;

.

 

Суммарная ширина выхлопных и продувочных окон можно выбирать в пределах:

 

;

;

 

;

.

 

Располагаемое время сечение:

 

;

;

;

;

;

;

;

.

 

 

Теоретически необходимое время-сечений.

Поток газа является одномерным и установившимся, а давление в продувочном ресивере и выхлопном коллекторе постоянными.

 

Свободный выхлоп:

 

;

 

где - средний объем цилиндра за время свободного выпуска;

- объем цилиндра в момент начало выхлопа;

- объем начало в момент начало продувки.

и - ход выхлопного поршня от ВМТ до начало открытия выхлопных и продувочных окон;

и - ход продувочного поршня от ВМТ до начало открытия выхлопных и продувочных окон;

- коэффициент расхода выпускных окон;

- температура газов в цилиндре в момент открытия выхлопных окон;

- давление газов в выхлопном коллекторе;

- давление газов в момент открытия выхлопных окон.

- давление в цилиндре в момент открытия продувочных окон, которое определяется по эмпирической формуле проф. Орлина А.С.:

 

;

.

где - давление надувочного воздуха.

Подставим все данные, получим:

 

;

;

;

Время принудительного выхлопа:

 

где - коэффициент продувки;

- показатель политропы.

 

Температура при истечении газов в процессе принудительного выпуска:

 

;

.

Коэффициент истечения определяется по кривой в зависимости от отношения (, тогда ). Среднее давление в цилиндре за период принудительного выпуска ориентировочно можно определить:

 

;

;

.

 

Время-сечения продувки-наполнения:

 

;

 

Коэффициент расхода продувочных окон , а коэффициент истечения определяется по кривой в зависимости от отношения (, тогда ).

 

;

 

Определим коэффициенты сходимости.

Для сходимости располагаемых и теоретически необходимых время-сечений должны соблюдаться условия:

 

; ; .

Проверка:

;

;

.

 

Второе и третье условия не соблюдаются, значит, для выполнения точного расчета необходимо пересмотреть начальные условия задачи.