106
Mühazirə 15
Genişlənmə prosesinin gedişi.
Genişlənmə prosesinin sonundakı təzyiq və temperaturun təyin edilməsi.
15.1. Genişlənmə prosesinin gedişi və politrop göstəricisinin seçilməsi.
Genişlənmə prosesi nəticəsində yanacağın yanmasından alınan istilik enerjisinin mexaniki işə
çevrilməsi baş verir.
Şəkil 15.1-də genişlənmə prosesi zamanı qığılcımla alışdırmalı və dizel mühərriklərində
silindrdəki təzyiqin dəyişməsi göstərilmişdir.
z
h
b'b'' əyriləri genişlənmə prosesi zamanı silindrdəki təzyiqin dəyişməsini göstərir. Əslində, real
mühərriklərdə genişlənmə çox mürəkkəb qanunauyğunluqla baş verir. Belə ki, bu qanunauyğunluq
silindr daxilindəki qazlarla ətraf mühit arasındakı istilik mübadiləsindən, yanıb qurtarma
mərhələsində istilik ayrılmasından, silindrdən karterə qaz sızmasından, temperaturun getdikcə
azalması nəticəsində yanma məhsullarının istilik
tutumunun kiçilməsindən, xaric klapanı açıldıqdan
sonra (
b' nöqtəsi) silindrdəki qazların miqdarının azalmasından və s. amillərdən asılıdır.
a) b)
Şəkil 15.1. Genişlənmə prosesi zamanı təzyiqin dəyişməsi:
a-qığılcımla alışdırmalı mühərrikdə; b-dizel mühərrikində.
Sıxma prosesi kimi genişlənmə prosesi də dəyişən göstəricili politrop üzrə gedir. Belə ki,
genişlənmə prosesinin başlanğıcında politrop göstəricisi 0-dan 1-ə qədər artır, çünki bu müddətdə
yanacağın qalan hissəcikləri o qədər intensiv yanır ki, qazların temperaturu artır. Bundan sonra
politrop göstəricisi bir qədər də artaraq silindrdəki qazların adiabat göstəricisinə bərabər olur.
Bunun səbəbi yanıb qurtarma mərhələsində ayrılan istiliyin silindrdən aparılan istiliyə
bərabərləşməsidir. Daha sonra isə ayrılan istiliyin aparılan istilikdən kiçik olması nəticəsində
politrop göstəricisinin qiyməti adiabat göstəricisindən də böyük olur. Lakin genişlənmə prosesinin
hesabını sadələşdirmək məqsədi ilə bu prosesin sabit göstəricili politrop olduğu qəbul edilir.
Politrop göstəricisinin orta qiyməti müxtəlif amillərdən asılı olaraq təcrübələrə əsasən
müəyyənləşdirilir. İstilikdən istifadə olunma əmsalının, porşenin gedişinin silindrin diametrinə olan
nisbəti və soyudulma intensivliyinin böyüməsi genişlənmə prosesinin politrop göstəricisinin (
2
n )
də böyüməsinə səbəb olur. Mühərrikin yükünün və silindrin ölçülərinin (
S/D =
const olduğu halda)
artması isə politrop göstəricisinin orta qiymətini azaldır. Mühərrikin sürətinin böyüməsi nəticəsində
də,
bir qayda olaraq,
2
n kiçilir.
Genişlənmə prosesinin orta politrop göstəricisinin təcrübələrdən tapılan qiyməti adiabat
göstəricisindən (
2
k ) çox az fərqlənir və adətən bir qədər kiçik olur. Ona görə də yeni mühərriklərin
layihə olunmasının ilkin mərhələsində
2
n
2
k -yə görə qiymətləndirilə bilər. Bunun üçün isə xüsusi
nomoqramlardan istifadə olunur (şəkil 15.2 və 15.3).
Genişlənmənin adiabat göstəricisi aşağıdakı iki tənliyin birgə həlli nəticəsində təyin edilir:
- qığılcımla alıçdırmalı mühərriklər üçün
lg
T
lg
T
lg
k
b
z
1
2
, (15.1)
-dizel
mühərrikləri üçün
107
lg
T
lg
T
lg
k
b
z
1
2
, (15.2)
z
b
t
t
v
c
m
.
k
315
8
1
2
, (15.3)
burada
b
z
b
t
t
v
z
t
t
v
t
t
v
t
t
t
c
m
t
c
m
c
m
b
z
z
b
0
0
. (15.4)
Nomoqramlara görə
2
k aşağıdakı kimi təyin edilir: sıxma dərəcəsinin
(dizel mühərrikləri
üçün isə sonradan genişlənmə dərəcəsinin
) və yanmanın sonundakı temperaturun (
z
T )
qiymətlərinə görə
1
olduqda
2
k -nin qiymətlərinə uyğun gələn nöqtə tapılır. Verilən
-da
2
k -
ni təyin etmək üçün tapılmış nöqtə əvvəlcə üfüqi istiqamətdə
1
-ə, daha sonra isə köməkçi
əyrilərə paralel
olaraq verilmiş
-ya uyğun gələn şaquli xəttin üzərinə köçürülür.
Müasir avtomobil və traktor mühərrikləri üçün politrop göstəricisinin orta qiyməti aşağıdakı
hədlərdə dəyişir:
Qığılcımla alışdırmalı mühərriklər üçün
30
.
1
23
.
1
2
n
;
Dizel mühərrikləri üçün
28
.
1
18
.
1
2
n
.
Qaz mühərrikləri üçün
35
1
25
1
2
.
.
n
.
Qeyd etmək lazımdır ki, şəkil 15.2 və 15.3-dəki nomoqramlara görə, qığılcımla alışdırmalı və
dizel mühərrikləri üçün
2
k təyin edilir.
Şəkil 15.2. Qığılcımla alışdırmalı mühərriklərində
2
k -ni təyin etmək üçün nomoqram.