Calculul procesului de destindere - motor

Calculul procesului de destindere - motor

Procesul de destindere reprezinta partea din ciclul motor, in care se produce fractiunea principala din lucrul mecanic disponibil.

In timpul arderii fluidul motor acumuleaza energie interna, prin cresterea de temperatura, iar dupa incheierea arderii fluidului motor cedeaza o parte din energia interna in procesul de destindere, sub forma de lucru mecanic al pistonului.

In timpul procesului de destindere compozitia si masa fluidului raman practic invariabile.

Desfasurarea procesului are loc intre momentul incetarii arderii (punctul t) si momentul deschiderii supapei de evacuare (punctul u').

Calculul procesului de destindere presupune determinarea marimilor de stare ale gazelor in punctele u', u si u^*, calculul prin puncte al curbei de destindere precum si durata procesului de destindere.

1 Alegerea parametrilor de calcul

Pentru calculul procesului de destindere este necesar ca, initial sa se adopte:

De la calculul arderii se cunosc parametrii de stare ai gazelor la sfarsitul arderii (punctul t):

_t=395 °RAC

V_t=117,01 cm³

p_t=2,728 MPa

T_t=2157 K

2 Determinarea marimilor de stare in punctele caracteristice ale cursei de destindere

In momentul deschiderii supapei de evacuare (punctul u'), unghiul de rotatie al manivelei arborelui cotit este:

_u'=540-_aDSE =540-60 =480 °RAC (1)

Pozitia pistonului fata de PMI este:

x_pu=r[1-cos_u'+ /4(1-cos2_u')]=

=44.25[1-cos480+(1/(3,34*4))(1-cos2·480)]=81.62 mm (2)

iar volumul ocupat de gaze este:

V_u' = V_c+(D²/4)·x_pu'=49.44+(9.2²/4)·8.162=592.01 cm³ (3)

Presiunea din cilindru in momentul deschiderii supapei de evacuare este:

(4)

Temperatura gazelor din cilindru va fi:

(5)

In cazul procesului de destindere teoretic acesta se continua pana cand pistonul ajunge in pme (punctul u) . Pe baza relatiilor (2), (3), (4), (5) s-au stabilit urmatoarele valori ale parametrilor punctului u:

_u=540 °RAC

V_u=637,75 cm³

p_u=0,311 MPa

T_u=1342 K.

Deoarece supapa de evacuare se deschide cu avans fata de pme, scaderea presiunii este mai rapida decat in cazul deschiderii supapei in pme. Presiunea in acest caz evolueaza dupa curba u'-u*.

Se considera ca:

p_u*=(p_a+p_u)/2= (0,081+0,311)/2=0,196 MPa (6)

iar

T_u*=T_a(p_u*/p_a)=344· (0,196/0,081)=833 K (7)

Parametrii corespunzatori punctului u* sunt:

_u* =540 °RAC

V_U* =637,75 cm³

3 Calculul politropei de destindere prin puncte

Reprezentarea grafica a curbei t-u se face prin puncte pe baza ecuatiei politropei de destindere:

(8)

si

(9)

unde :

volumul gazelor corespunzator pozitiei a manivelei arborelui cotit.

Tabelul 1

4 Calculul duratei procesului de destindere

Intinderea unghiulara a procesului de destindere este:

_tu' = _u' - _t=480-395=85 °RAC (11)

corespunzatoare unei deplasari a pistonului :

x_ptu'=r[1-cos_tu''+ /4(1-cos2_tu')]=

=44,25[1-cos85+(1/(3,37*4)(1-cos2·85)=45,15 mm (12)

Intinderea temporala a procesului de destindere este:

_tu'=_tu' /6·n =85/6·6000=2,361 ms (13)

Durata procesului de destindere reprezinta un procent p_tu' din cursa pistonului egala cu:

(14)