4.2 Кіргізу барысы

 

Кіргізу барысы кезінде піспек ЖӨ Н-ден ТӨ Н-ге қ арай қ озғ алады. Бұ л кезде оның босатқ ан кө лемінде вакуум пайда болады да оғ ан сырттан дизельді қ озғ алтқ ышта ауа, ал карбюраторлы қ озғ алтқ ышта жану қ оспасы, яғ ни жаң а заряд сорылып кіреді. Осы сору барысының кө рсеткіштерін анық тау ү шін алдымен теориялық жолын қ арастырғ анда, сору барысы кезінде ауаның жану қ оспасының жү ріс жолында аэродинамикалық кедергі болмайды деп есептеуге болады. Олай болса сору барысы кезінде қ ысым ө згермейді – тұ рақ ты болады.

Сору барысы кезінде цилиндр ішіне кіретін жаң а зарядтың мө лшері оның ішінде алғ ашқ ы циклдан қ алғ ан жанғ ан газдың қ алдығ ына тікелей байланысты болады. Егер алғ ашқ ы циклда цилиндр ішінен шық пай қ алғ ан газ мө лшері кө п болса, онда ол мө лшер аз болады немесе керісінше. Сондық тан, да цилиндр ішіндегі қ алдық газдың мө лшері қ алдық газдың коэффициенті (γ _r) арқ ылы анық талады, яғ ни:

                                              γ _r = М_r/ М₁,                                              (24)

мұ ндағ ы М_r – цилиндр ішіндегі қ алдық газдың мө лшері, кмоль; М₁  – цилиндр ішіне сорылып кірген ауа немесе жану қ оспаның (жаң а зарядтың ) мө лшері, кмоль.

Осы М_r  жә не М₁ шамаларын анық тау ү шін газ кү йінің тең деуі қ олданылады

                                            pV = RTM,                                                 (25)

мұ ндағ ы р – газ қ ысымы; V – газ кө лемі; R – газдың тұ рақ ты саны; T – газдың температурасы; M – газ мө лшері.               

Олай болса, қ алдық газдың М_r, сорылып кірген ауаның немесе жану қ оспасының М₁ жә не жұ мыс қ оспасының М_а мө лшерін мына формулалар анық тайды:

         М_r = (р_r V_к ) / RT_r, М₁ = (p_оV_h) /  RT_о, М_а = (p_аV_а) /  RT_а.        (26)

Мұ ндағ ы қ алдық газбен (р_r) кірген газ (р_а) қ ысымдарын, сору барысын теориялық жолмен қ арап отырғ андық тан, сырттағ ы ауаның қ ысымымен (р_о), яғ ни р_r= р_а= р_о, ал кірген ауаның немесе жану қ оспасының температурасын сырттағ ы ауаның температурасымен (Т_о) бірдей, яғ ни Т_а = Т_о, деп қ абылдаймыз. Осы мә ндерді анық тап алғ аннан кейін қ алдық газдың коэффициентін табамыз.     

  γ _r = М_r / М₁ = (р_r V_к Т_а ) / (p_aV_hТ_r) =(р_r/р_оŋ _v) [Т_о / Т_r (ε -1)]                (27)

Сору барысының соң ында цилиндр ішіне кірген ауаның немесе жану қ оспасының температурасы ө згереді. Себебі, ол қ алдық газбен араласады да, оның жылуын пайдаланады. Олай болса сол температураны анық тау ү шін жылу тең дестігіне қ араймыз, яғ ни сору барысының соң ындағ ы араласқ ан газдың жылуы (Q_а) сырттан келген ауаның немесе жану қ оспасының жылуымен (Q_o) қ алдық газдың жылуының (Q_r) қ осындысына тең болады. Сонда

                                        Q_а = Q _o  +  Q_r.                                              (28)

Сору барысының соң ындағ ы температуаны (Т_а) анық тау ү шін жоғ арыдағ ы жылулардың мә ндерін орындарына қ оямыз, сонда

                ( М₁ + М_r) mc_pT_a = М₁ mc_p Т_о + М_r mc_p Т_r,                          (29)

мұ нда mc_p – газдардың орташа мольдік жылу сыйымдылығ ы.

Қ арастырылып отырғ ан газ қ ұ рамының ішіндегі қ алдық газдың мө лшері ө те аз болғ андық тан, бұ л жылу сыйымдылығ ымен бірдей деп есептелінеді. Олай болса, жоғ арыда анық талғ ан жылу тең дестігін карбюраторлы жә не дизельді қ озғ атқ ыштар ү шін пайдалануғ а болады. Енді осы жылу тең дестігін іздей отырып, сору барысының соң ындағ ы қ ысымы р_а мен температурасын Т_а анық тауғ а болады:

                          , МПа.                               (30)                  

                              Т_а  = ( Т_о +∆ t+ γ _r Т_r) / ( 1+ γ _r).                               (31)

Сору барысының кө рсеткіштері:

1. Сору барысы қ озғ алтқ ыштың нағ ыз жұ мыс істеу кезінде піспек ЖӨ Н-ден ө те сала басталмайды, ол одан кешірек басталады. Себебі, цилиндр ішіндегі қ алдық газ қ ысымы сырттағ ы ауаның қ ысымынан артық болады да цилиндр ішіне сырттағ ы ауа немесе жану қ оспасы кіре алмайды.

2. Цилиндр ішіне кіретін ауа немесе жану қ оспасының жү ріс жолында кедергілер пайда болады да оның қ ысымын сырттағ ы қ оршағ ан ауаның қ ысымынан кемітіп жібереді.

3. Сырттан келетін ауа немесе жану қ оспасының қ алдық газбен араласқ андық тан ғ ана оның температурасы жоғ арыламайды, бұ дан басқ а ол қ ызып тұ рғ ан қ озғ алтқ ыш бө лшектерімен жанасқ андық тан ө зінің температурасын арттыра тү седі.

4. Осы айтылғ ан себептердің салдарынан газдың негізгі кө рсеткіштері, яғ ни қ ысымы мен температурасы, ө згереді. Соның салдарынан сорылғ ан газдың тығ ыздығ ы да ө згереді. Олай болса оның цилиндр ішіне кіретін мө лшері де ө згереді. Кө бінесе оның цилиндр ішіне кіретін мө лшері азайып қ алады.

Цилиндр ішіне сорылып кірген ауа немесе жану қ оспасының қ ысымы сору жолындағ ы аэродинамикалық кедергіні есепке алғ анда сырттағ ы ауа қ ысымымен (р_о) бірдей болмайды, оны мына ө рнектің кө мегімен анық тауғ а болады:

                                            р_а = р_о - ∆ р_а,                                             (32)

мұ нда ∆ р_а – сору жолындағ ы аэродинамикалық кедергілердің ә серінен қ ысымның азаю мө лшері.

∆ р_а мө лшері жуық ша тү рде Бернулли тең деуі бойынша анық талуы мү мкін

 МПа,

мұ ндағ ы ξ – кіргізу жү йесінің ең тар қ имасына қ атысты кедергі коэффициенті; β – цилиндрдің қ арастырылып жатқ ан қ имасында заряд қ озғ алысы жылдамдығ ының азаю коэффициенті; ω – еніп жатқ ан жаң а зарядтың отетін клапандағ ы жылдамдығ ы, м/сек; ρ _к, ρ _о – зарядтың кірістегі тығ ыздығ ы сә йкесінше ү рлеу жә не ү рлеусіз кезінде (p_к=p_о кезінде ρ _к= ρ _о).

 

Бұ л кө бінесе сору жолының ұ зақ тығ ына, оның пішіні мен ішкі қ абырғ асының ө ң делу сапасына жә не газдың жү ру жылдамдығ ына байланысты болады. Неғ ұ рлым қ озғ алтқ ыштың айналу жиілігі артқ ан сайын, сору қ ысымы соғ ұ рлым азая тү седі. Сондық тан, да бұ л кө рсеткіш ә рбір қ озғ алтқ ыштарда жеке тү рде тә жірибе арқ ылы анық талынады. Сору барысының соң ындағ ы температураны мына тең деу арқ ылы анық тауғ а болады:

                                           Т_а =Т_о + ∆ Т₁ + ∆ Т₂,                                       (33)

мұ нда: ∆ Т₁  – сорылғ ан газдың қ озғ алтқ ыштың қ ызып тұ рғ ан бө лшектерімен жанасудың салдарынан температурасының артуы; ∆ Т₂ – сорылғ ан газдың қ алдық газбен араласқ андығ ынан температурасының артуы.

Жуық есептегенде қ алдық газдың бір пайызы сорылғ ан газдың температурасын 8^оК арыттырады. Сондық тан, былайша жазуғ а болады:

                                                 ∆ Т₂ = 8 γ _r, ^оК,                                                (34)

мұ нда γ _r= 6... 16 % карбюраторлы, ал  γ _r= 3... 6 % дизельді қ озғ алтқ ыштар ү шін қ алдық газ мө лшерінің пайызы.

Жоғ арыда кө рсеткендей іштен жанатын қ озғ алтқ ыштардың жұ мыс істеу кезіндегі сору барысының нақ ты кө рсеткіштері теориялық мә нінен ө згешешелеу болады. Олай болса сору барысы кезіндегі цилиндр ішінің ауамен немесе жану қ оспасымен толуы да ө згеше болады, яғ ни қ озғ алтқ ыш қ ажетті ауамен немесе жану қ оспасымен қ амтамасыз етілмей қ алуы мү мкін. Сондық тан, осы кө рсеткіштер цилиндірдің толу коэффициенті (ŋ _v) арқ ылы есепке алынады. Ол цилиндр ішіне қ ажетті мө лшердегі ауаның немесе жану қ оспасының қ анша бө лігі кіргендігін кө рсетеді, яғ ни:

                                            ŋ _v  = М_н /М_Т= V_н / V_h,                                (35)

мұ нда М_н, V_н – цилиндр ішіне кірген жаң а зарядтың нақ ты кмольдік мө лшері мен кө лемі, М_Т, V_h – цилиндр ішіне кірген жаң а зарядтың теориялық кмольдік мө лшері мен жұ мыс кө лемі.

(30) тең деуден толтыру коэффициенті анық тайтын формуланы шығ аруғ а болады

                                .                                  (36)                                     

Цилиндрдің толу коэффицентінің мә нін арттыру ү шін кө птеген тә сілдер қ олданылады. Солардың негізгілеріне газ тарату механизмінің арнаулы диаграммасы мен цилиндірге ү рлеп кіргізетін қ ондырғ ыны жатқ ызуғ а болады.

Соратын жә не шығ аратын клапандардың ашылып-жабылатын кезең дерін тездетіп немесе кешіктіріп жү ргізетін болғ андық тан, тоқ тап қ алғ ан газ ағ ыны ертерек қ озғ алады да, жылдамдық алғ ан газ ағ ыны екпінімен цилиндр ішіне кіре береді. Осылайша цилиндрдің толу коэффициентінің мә нін арттырады да, қ озғ алтқ ыштың жұ мыс барыстарын жақ сартады.

Осы мақ сат ү шін айтылғ ан тә сілден басқ а ауаны сору жолына оны цилиндр ішіне айдап кіргізетін арнайы сораптар қ ойылады. Сорап ү шін кө бінесе қ озғ алтқ ыштан шық қ ан газдың қ алдық энергиясын пайдаланатын газ турбинасын қ олданады. Сол турбина сору барысы кезінде ашылғ ан клапан арқ ылы сырттағ ы ауаны цилиндр ішіне қ ысыммен айдап кіргізеді. Сондық тан да мұ ндай жағ дайда цилиндрдің толу коэффициентінің мә ні жоғ арылайды.

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: