2.2.2. Процесс сжатия

Назначение процесса сжатия заключается в создании благоприятных условий своевременного воспламенения и наиболее эффективного сгорания рабочей смеси, находящейся в цилиндре.

В бензиновых двигателях рабочая смесь при сжатии дополнительно перемешивается и становится более однородной во всем объеме надпоршневого пространства (камера сгорания), что ускоряет распространение пламени во всем объеме камеры сгорания и улучшает использование кислорода. Этому же способствует повышение степени сжатия, хотя повышение степени сжатия в
конце такта сжатия не должно приводить к таким значениям давления
и температуры, при которых могут начаться преждевременное
воспламенение и детонация.

В дизелях в конце такта сжатия воздух в цилиндрах совершает турбулентное движение, при котором впрыснутое топливо интенсивнее с ним смешивается. Степень сжатия е должна обеспечивать нагревание воздуха в конце сжатия до температуры, при которой сокращается до минимума задержка воспламенения топлива, что необходимо для мягкой работы двигателя. Высокая температура
сжатого воздуха в конце такта сжатия обеспечивает эффективную работу двигателя в холодных условиях и облегчает пуск двигателя при низких температурах. Для гарантии воспламенения топлива температура воздуха в конце сжатия должна быть на 300…400 К выше температуры самовоспламенения топлива.

Процесс сжатия протекает с теплообменом между рабочей смесью и деталями двигателя. Теплообмен имеет сложный характер и зависит от ряда факторов. Поэтому в расчетах принято, что процесс сжатия происходит по политропическому закону с показателем n1, который является средней величиной для всего периода сжатия, и описывается уравнением общего вида 

pVn1=const

где р, V— соответственно давление и объем газа; n1, — показатель политропы сжатия. Средние значения показателя политропы сжатия лежат в интервале n1 = 1,28… 1,38 и меняются в основном в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Давление и объем рабочей смеси в конце и начале процесса сжатия связаны соотношением 

давление и объем газа

откуда определяется давление, МПа, в конце процесса сжатия 

 давление и объем газа

где ε — степень сжатия рабочей смеси. Давление рабочей смеси в конце процесса сжатия Pс = 1,2…2,0 МПа у бензиновых двигателей и Pс = 3,5…5,0 МПа у дизелей.

Термодинамическая температура, К, рабочей смеси в конце процесса сжатия, определяемая из равенства

Термодинамическая температура

 составляет. 

Термодинамическая температура

Термодинамическая температура рабочей смеси в конце сжатия Тс – 550…750 К у бензиновых двигателей и 800…950 К у дизелей.