Технические науки/4. Транспорт

Смолин А.А., Воробьёв Е.В.

Омский автобронетанковый инженерный институт

Математическая модель процесса подачи сжатого воздуха в цилиндры двигателя

дизелей типа В-2

В ходе процесса холодной пусковой прокрутки происходит уменьшение массы воздуха, который находится в баллоне . При достижении давления воздуха значения , которое было выбрано нами в качестве точки начала отсчета, начинается отсчет и определяется значение давления к моменту окончания цикловой подачи воздуха в двигатель .

Для определения массы воздуха , находящегося в баллоне в момент начала отсчета, воспользуемся уравнением Менделеева – Клапейрона для идеального газа [1]:

(1)

где давление в цилиндре двигателя, Па;

объем воздушного баллона, м³;

температура воздуха в баллоне, К;

удельная газовая постоянная рабочего тела (Дж/(кг К)).

Масса воздуха, находящегося в баллоне к моменту окончания отсчета определяется с помощью выражения:

(2)

Изменение массы воздуха за время цикловой подачи воздуха определится выражением:

(3)

Принимая во внимание выражения (1) и (2) массу цикловой подачи воздуха определим с помощью выражения:

(4)

где разность между давлением в начале цикловой подачи и давлением в конце цикловой подачи .

Так как при подаче сжатого воздуха в цилиндры дизеля без подачи топлива впускные и выпускные клапаны механизма газораспределения закрыты [2], то справедливо следующее выражение:

; (5)

где масса воздуха, необходимого для совершения работы по перемещению поршня;

масса воздуха, проникающего в картер двигателя через неплотности ЦПГ.

Из выражения (5) видно, что для определения необходимо знать значения и

Определим массу воздуха необходимого для совершения работы по перемещению поршня в одном цилиндре двигателя

где давление воздуха в цилиндре двигателя;

рабочий объем цилиндра;

температура воздуха в цилиндре.

Отсюда:

(6)

Принимая во внимание изменение , вследствие перемещения поршня получим:

. (7)

Таким образом, значение определим:

; (8)

где число цилиндров двигателя.

Допустив, что номинальное значение, изменение массы воздуха в баллоне для текущего состояния двигателя обозначим .

В соответствии с уравнением Менделеева – Клапейрона для идеального газа:

, (9)

где давление воздуха в баллоне к моменту окончанию цикловой подачи воздуха проверяемого двигателя, МПа.

Изменение массы воздуха за время цикловой подачи для текущего состояния двигателя:

(10)

Учитывая (1 – 5) для проверяемого двигателя:

(11)

где масса воздуха проникающего в картер проверяемого двигателя через неплотности ЦПГ.

Вычтем из (11) выражение (5):

. (12)

Выражение (11) показывает, что изменение массы воздуха в баллоне за время цикловой подачи воздуха зависит от изменения массы утечек воздуха в ЦПГ . Изменение в свою очередь является следствием изменения технического состояния ЦПГ дизелей типа В-2.

Библиографический список:

1. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей / А. С. Орлин – 3-е изд., исп. и доп. – М.: Машиностроение, 1971. – 400 с.

2. Диагностика и техническое обслуживание машин/ А.Д. Ананьин, В.М. Михлин. – М.: Наука, 2008. – 432с.