Параметри процесу згоряння. Процес згоряння є головним процесом робочого циклу двигунів, за час якого тепло, що виділяється внаслідок згоряння палива

Процес згоряння є головним процесом робочого циклу двигунів, за час якого тепло, що виділяється внаслідок згоряння палива, йде на підвищення внутрішньої енергії і на здійснення механічної роботи.

Метою розрахунку процесу згоряння є визначення температури та тиску у кінці процесу.

При згорянні палива дійсний коефіцієнт зміни робочої суміші (попередньо розрахований коефіцієнт зміни робочої суміші µ₀ =1,08) враховує наявність у робочій суміші деякої кількості залишкових газів від попереднього циклу і визначається за формулою:

µ=(µ₀ + ) / (1+ ) = (1,11+ 0,06) / (1+ 0,06) = 1.104

Втрата теплоти в результаті неповного згоряння палива ΔН _u визначається за формулою:

ΔН _u = 120000 ( 1 – α) L ₀ = 12000·(1 – 0,83)·0,517 = 1055 кДж / кг.

В результаті згоряння робочої суміші в циліндрі двигуна виділяється певна кількість теплоти, яка визначається за формулою:

Н _р.с = (Н _u – ΔН _u ) / М ₁ ( 1 + ) = (44000 – 1055) / 0,438·(1 + 0,06) =

= 9250 кДж / кмоль. роб. сум.

Середня мольна теплоємність продуктів згоряння при сталому об’ємі:

де , , , , , – середні мольні теплоємності окремих компонентів продуктів згоряння і залишкового кисню в інтервалі температур t_z... t ₀, кДж / (кмоль·К).

Використовуючи відповідні формули для температур від 1501 до 2800°С, записуємо формулу для визначення середньої мольної теплоємності для робочої суміші:

=1 / 0,486 · ((39,123+0,003349 · t_Z)·0,049 + 0,025·(22,49+0,001430 · t_Z) + 0,06·(26,67+0,004438 · t_Z) + 0,013·(19,678+0,001758· t_Z) + 0,339 ·(21,951+0,001457 · t_Z) + 0,09 ·(23,723+0,00155 t_Z)) = 28,625 + 0,002309· (T_Z – 273).

Значення коефіцієнта використання тепла для карбюраторних двигунів ξ_Z = 0,85…0,95. Приймаємо ξ_Z = 0,9.

Температура в кінці згоряння. Розрахункові рівняння для автомобільних і тракторних ДВЗ для визначення температури мають вигляд:

–для карбюраторних ДВЗ (цикл з підводом тепла при V=const)

Для бензинових двигунів (цикл з підводом тепла при (V=const) тиск в кінці згоряння:

=1.384 ·1,11·2583 / 673.03= 5.896 МПа.

Ступінь підвищення тиску l=р_z /р_с, орієнтовно, l =3,2…4,3.

Знаходимо ступінь підвищення тиску у нашому випадку:

l =5.896 / 1,11 = 5.312

Розрахункові значення T _Z і р_Z для сучасних карбюраторних двигунів знаходяться у межах T _Z = 2400…2800 К, р_Z = 3,5…8,5 МПа.

Дійсне максимальне значення:

р_Zд =0,85 р_z = 0,85·5.896= 4.39МПа.