.

Расчет процесса газообмена

Расчет процесса газообмена, ввиду его скоротечности и сложности, носит ориентировочный характер. Для расчетов используется методика проф. Орлина А.С. Методика является поверочной, может применяться как при проектировании новых систем газообмена, так и при оценке конструкций, находящихся в эксплуатации.

Методика не ставит своей целью определение показателей качества газообмена. Качество газообмена оценивается косвенным путем — сравнением располагаемого время-сечения фаз газообмена и теоретически необходимого время-сечения, а также оценкой абсолютной величины условных скоростей истечения газов за каждую фазу газообмена. Располагаемое время-сечение можно найти, задавшись размерами системы или сняв размеры с выполненной конструкции. Теоретически необходимое время-сечение определяется расчетом на основе уравнений одномерного потока.

Определение располагаемого время сечения

Если конструкция системы газообмена задана, то располагаемое время сечение фаз газообмена в 2-тактном двигателе может быть определено в следующем порядке (при условии постоянной ширины окон по ходу поршня).

  1. Расчитывается поправка профессора Брикса на конечную длину шатуна: 001 = R2 / 2L. Здесь R — радиус кривошипа, L — длина шатуна.
  2. Выбираются масштабные коэффициенты: линейных перемещений MR мм двигателя / мм чертежа и угла поворота коленчатого вала Мφ °пкв / мм чертежа.
  3. Рассчитываются масштабные коэффициенты площадей открытия продувочных Mfпр и выпускных М окон, масштабный коэффициент времени Мτ и общие масштабные коэффициенты диаграмм время — сечение MFпр-τ и МFв-τ:

Mfпр =MВпрsinβпрcosγпр= мм2 дв./мм черт.

МFв =MR ВB sinβB cosγB мм 2 дв./мм черт.

Mt =Mφ/6n сек/мм черт.

MFпр-τ =MFпр Mτ мм 2 дв. сек/мм2 черт.

МFв-τ МFв Мτ мм 2 дв. сек/мм2 черт.

  1. Впр и Bв — суммарная ширина продувочных и выпускных окон;
  2. βпр и βв — углы наклона окон к оси цилиндра;
  3. γпр и γв — углы наклона окон к радиусу цилиндра;
  4. n — частота вращения коленчатого вала, об/мин.

С учетом выбранных масштабов строится схема расположения окон, совмещенная с диаграммой Брикса (рис. ниже); с выбранным интервалом Δφ определяется высота открытия окон и строится график линейного открытия окон в функции угла поворота коленчатого вала. Построенная диаграмма будет являться в то же время и диаграммой время-сечение.

Рис. 1 Построение диаграммы распологаемого время-сечения

Снимаются площади F1, F2, F3 и рассчитывается время-сечение свободного выпуска АI принужденного выпуска АII и продувки АIII:

А=FМFв-τ

АII =FМFв-τ

АIII =FMFпр-τ

В случае, когда ширина окон изменяется по ходу поршня, то с диаграммой Брикса совмещается не схема расположения окон, а их развертка по зеркалу цилиндра. В этом случае выбирается масштабный коэффициент площади открытия окон МF и строится диаграмма площади открытия окон непосредственно в функции φ. Для каждого значения φi площадь открытия окон рассчитывается.

При клапаном газораспределении (в 2-тактных двигателях с прямоточно-клапанной продувкой или в 4-тактных ДВС) время-сечение определяется законом открытия клапана hкл(φ). Эта же кривая определяет и площадь открытия проходных каналов. Масштабный коэффициент площади равен:

MFкл πDкл cosα мм2 дв./мм черт.

 

  • Dкл — средний диаметр посадочного пояска клапана;
  • α — угол наклона тарелки клапана (рис. ниже).
Рис. 2 Эскиз выпускного клапана

Если максимальное открытие клапана обеспечивает площадь FвMAX больше площади горловины клапана Fгорл, то диаграмма время-сечение должна быть обрезана сверху (рис. ниже).

Рис. 3 Диаграмма время-сечение при Fгорл < Fклmax

Такое решение используется для увеличения скорости нарастания проходных сечений и соответствующего увеличения время-сечения по сравнению со случаем, когда FвMAX равно Fгорл.

Смотрите также:

б) Определение теоретически необходимого время-сечения

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Март, 22, 2015 1238 0
Читайте также
Загрузка...