Процесс расширения. В результате процесса расширения тепловая энергия топлива преобразуется в механическую работу.

В результате процесса расширения тепловая энергия топлива преобразуется в механическую работу.

Изменение давления в процессе расширения показано на рис. 17. Кривые z_Д b'b" схематически показывают действительное изменение давления в цилиндрах двигателей в процессе расширения. В реальных двигателях расширение протекает по сложному закону, зависящему от теплообмена между газами и окружающими стенками, величины подвода теплоты в результате догорания топлива и восстановления продуктов диссоциации, утечки газа через неплотности, уменьшения теплоемкости продуктов сгорания вследствие понижения температуры при расширении, уменьшения количества газов в связи с началом выпуска (предварение открытия выпускного клапана).

Величина среднего показателя политропы расширения п₂ устанавливается по опытным данным в зависимости от ряда факторов. Значение п₂ возрастает с увеличением коэффициента использования теплоты, отношения хода поршня S к диаметру D цилиндра и ин­тенсивности охлаждения. С ростом нагрузки и увеличением линейных размеров цилиндра (при S/D=const) средний показатель политропы уменьшается. При увеличении быстроходности двигателя величина п₂, как правило, снижается, но не для всех типов двигателей и не на всех скоростных режимах

Рис. 17. Изменение давления в процессе расширения:

а – бензинового двигателя; б – дизеля.

Средние значения величины п₂, полученные из анализа индикаторных диаграмм, для различных современных автомобильных и тракторных двигателей изменяются в пределах (для номинальной нагрузки):
Для бензиновых двигателей ……………1,23 – 1,30

Для дизелей ................................... ….1,18 – 1,28

Для газовых двигателей ............... ….1,25 – 1,35

Значения давления (МПа) и температуры (К) в конце процесса расширения определяются по формулам политропического процесса.

Для двигателей, работающих по циклам:

с подводом теплоты при постоянном объеме

со смешанным подводом теплоты

,

где = /р — степень последующего расширения.

Примерные значения давления р_b и температуры Т_b для coвременных автомобильных и тракторных двигателей без наддува (на номинальном режиме) лежат в пределах:

Для бензиновых двигателей р_b =0,35 — 0,60 МПа

и Т_b =1200 — 1700 К

Для дизелей.......................... р_b =0,25 — 0,50 МПа

и Т_b = 1000— 1200 К.