SPALANIE MIESZANKI. 

ROZPRĘŻANIE I WYLOT 

SPALIN. 

Złożoność procesu spalania: zmiana objętości, zależność wartości parametrów 
końca spalania od współczynnika nadmiaru powietrza, intensywność wymiany 
ciepła. 

Założenie: 
spalanie mieszanki w cylindrze traktuje się jako przemianę izochoryczną  



 







2'

2'

3'

3'

2'

273

273

273

1

1

273

273

1

1

u

T

T

vł

r

vr

T

t

r

vs

W

W

T

T

c

c

L

c













 









 







 











Średnie ciepło 

właściwe spalin 

przy stałej 

objętości 

1,02..1,03 kJ/kgK 

Średnie ciepło 

właściwe świeżego 

ładunku przy stałej 

objętości 

0,73…0,75 kJ/kgK 

Średnie ciepło 

właściwe reszty 

spalin przy stałej 

objętości 

0,81…0,84 kJ/kgK 

SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

Temperatura końca spalania 



 







2'

2'

3'

3'

2'

273

273

273

1

1

273

273

1

1

u

T

T

vł

r

vr

T

t

r

vs

W

W

T

T

c

c

L

c













 









 







 











SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

Temperatura końca spalania 

Współczynnik 

wykorzystania ciepła 

0,85…0,95 

(zależy od metody 

chłodzenia, rozmiarów 

cylindra) 

Wartość opałowa 

paliwa 

(43…45)10

3

 kJ/kg 

Wartość opałowa palnych składników 

spalin (przy niezupełnym spaleniu) 



W



0,404W

CO

(1-



)L

t 

W

CO

=10200 kJ/kg

 



 







2'

2'

3'

3'

2'

273

273

273

1

1

273

273

1

1

u

T

T

vł

r

vr

T

t

r

vs

W

W

T

T

c

c

L

c













 









 







 











SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

Temperatura końca spalania 

Współczynnik 

nadmiaru powietrza` 

Teoretyczne zapotrzebowanie 

powietrza do spalenia 

benzyny 



14,9 kg pow/kg pal  

'

2

'

3

'

2

'

3

T

T

p

p









Współczynnik kontrakcji 

chemicznej  

(zmienności molekularnej) 

1,08…1,09 

SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

Teoretyczne ciśnienie końca spalania 

Założenie: 
spalanie mieszanki w cylindrze traktuje się jako przemianę izochoryczną  

W wyniku oddalania się tłoka od ZZ zwiększa się objętość spalin podczas spalania 
co powoduje, że ciśnienie rzeczywiste (w punkcie 3) jest niższe od teoretycznego:  

'

3

3

)

85

,

0

80

,

0

(

p

p







W zależności od stopnia doładowania p

3

 

zawiera się w przedziale 5000…8000 kPa 

SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

Rzeczywiste ciśnienie końca spalania 

W obliczeniach przyjmuje się niezmienny średni wykładnik politropy: 





27

,

1

23

,

1





r

n

Większe wartości wykładnika należy przyjmować dla silników chłodzonych cieczą 
oraz o niewielkich rozmiarach cylindrów. 

SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

Politropa rozprężania 

Politropę rozprężania między punktami 3

’

- 

4’ wyznacza się z zależności: 

r

n

V

V

p

p















'

3

'

3

p 

– chwilowe ciśnienie rozprężanego ładunku 

V 

– chwilowa objętość przestrzeni roboczej cylindra 

SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

Politropa rozprężania 

r

n

p

p



1

'

3

'

4



1

'

3

'

4

1





r

n

T

T



SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

 

Teoretyczne parametry końca rozprężania 

Rzeczywista wartość ciśnienia końca rozprężania jest mniejsza niż obliczona wg 
ww. zależności, ponieważ zawór wylotowy jest otwierany przed wykonaniem przez 
tłok ZW. Zwykle przyjmuje się, że: 





H

p

p

p





'

4

4

2

1

SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

 

Rzeczywiste ciśnienie końca rozprężania 

Podczas suwu wylotu w cylindrze 

panuje nieco wyższe ciśnienie niż ciśnienie 

otoczenia: 





H

w

p

p

15

,

1

...

05

,

1



SPALANIE MIESZANKI. ROZPRĘŻANIE I WYLOT SPALIN

 

 

 

Średnie ciśnienie podczas wylotu 

Zadanie 2 

Przyjmując założenia jak w zadaniu 1  
Obliczyć: 
• Temperaturę końca spalania T

3’

 

• Teoretyczne ciśnienie końca spalania p

3’

 

• Temperaturę końca rozprężania T

4’

 

• Teoretyczne ciśnienie końca rozprężania p

4’

 

• Rzeczywiste ciśnienie końca rozprężania p

4

  

Zadanie 2 

Do obliczeń przyjąć następujące założenia: 

– średnie ciepła właściwe przy stałej objętości wynoszą: 

• dla spalin – 1,02 kJ/kgK 
• dla świeżego ładunku – 0,74 kJ/kgK 
• dla reszty spalin – 0,82 kJ/kgK 

– współczynnik wykorzystania ciepła 



 = 0,9 

– wartość opałowa paliwa W

u

 = 44200 kJ/kg 

– współczynnik nadmiaru powietrza 



 = 0,92 

– współczynnik kontrakcji chemicznej 



 = 1,084 

– rzeczywiste ciśnienie końca spalania jest o15% niższe 

od teoretycznego 

– średni wykładnik politropy rozprężania n

r

 = 1,25