Dynamika wywiązywania ciepła

 

 

Dynamikę wywiązywania ciepła w silniku spalinowym opisuje 
zależność udziału masy spalin w masie całego ładunku od czasu lub 
kąta obrotu wału korbowego. 

 

Udział masy spalin w masie całego ładunku 

m

m

x

b

b

=

 

gdzie:  m

b

 – masa spalin, 

 

 

m – masa całego ładunku. 

 

 

2 

 

 

Zależność udziału masy spalin w masie całego ładunku od kąta 

obrotu wału korbowego 

 

3 

Wielkości związane z wywiązywaniem ciepła (zerowymiarowe 
modele) w dziedzinie czasu lub kąt obrotu wału korbowego jako 
zmiennych niezależnych: 

 

ciśnienie czynnika roboczego, 

 

temperatura czynnika roboczego, 

 

skład czynnika roboczego (w uproszczeniu: udział masy spalin 
w masie całego ładunku), 

 

ciepła właściwe składników czynnika roboczego. 

 

Wszystkie te wielkości są ze sobą związane. 

 

 

4 

Dwa zadania modelowania wywiązywania ciepła: 

1.

 

Modelowanie wywiązywania ciepła i na tej podstawie 
modelowanie przebiegu temperatury i ciśnienia. 

2.

 

Na podstawie przebiegu ciśnienia (wykresu indykatorowego) 
identyfikacja modelu wywiązywania ciepła i przebiegu 
temperatury. 

 

 

5 

Model wywiązywania ciepła Wibego 

Udział masy spalin w masie całego ładunku 



























⋅

−

−

=

+

1

m

s

b

t

t

a

exp

1

x

 



























θ

θ

−

θ

⋅

−

−

=

+

1

m

z

z

b

a

exp

1

x

 

 

t – czas, 

t

s

 – całkowity czas spalania, 

θ

 – kąt obrotu wału korbowego, 

θ

z

 - kąt obrotu wału korbowego odpowiadający spalaniu, 

a – zupełność spalania, a = 6,908 

m – szybkość spalania – parametr modelu. 

 

6 

Szybkość wywiązywania się ciepła 

(

)



























⋅

−

⋅













⋅

+

⋅

=













=

+

1

m

s

m

s

s

b

t

t

a

exp

t

t

1

m

a

t

t

d

dx

w

 

 

 

7 

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

t/t

s

x

b

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

d

x

b

/d

(t

/t

s

)

m = 2

 

 

8 

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

t/t

s

x

b

0

0,1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

Wpływ parametru m modelu Wibego na udział masowy spalin 

 

9 

0

1

2

3

4

5

6

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

t/t

s

d

x

b

/d

(t

/t

s

)

0

0,1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

Wpływ parametru m modelu Wibego na szybkość wywiązywania się ciepła 

 

10 

Przykład analizy wywiązywania ciepła w silniku ZS