Расчет основных параметров рабочего процесса двигателя

где n_k = 1.4…2.0 - показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре (нагнетателе).

Температура в конце такта впуска определяется по формуле:

Т_а = , ^оК (2)

где Т_Г - температура газов в конце такта выпуска значение, которой определяется из соотношения:

- для бензиновых двигателей всех типов Т_Г = Т₀ / (0,12...0,32);

- для дизелей Т_Г = Т₀ / (0,32...0,48).

Т'_о = Т₀ + ΔТ - температура подогрева свежего заряда, К;

Р_Г = (1,05...1,25) ^. Р_о - давление остаточных газов в конце акта выпуска, МПа.

Коэффициент наполнения определяется по формуле:

(3)

1.2. Процесс сжатия.

Для определения значения давления - Р_с, МПа и температуры - Т_с,^о К в конце такта сжатия используются зависи­мости:

(4)

(5)

где п₁ - показатель политропы сжатия в цилиндре, определяемый по фор­муле:

n₁ =1,4 – 100/n_e, (6)

здесь n_е - максимальные обороты коленчатого вала двигате­ля, принимаемые для расчета по справочным данным (таблица № 3), мин^-1.

1.3. Процесс сгорания.

Для расчета процесса сгорания определяется количество воздуха, необходимое для сгорания топлива. С целью опреде­ления теоретического количества воздуха в кг, необходимо­го для сгорания 1 кг топлива, используется зависимость:

(7)

где С, Н₂ и 0₂ - элементы углеводородного состава топлива, принимаемые таким образом, чтобы сумма всех трех значений составляла 100 %.

Это же количество воздуха в кмолях:

L_o = (8)

Действительное количество воздуха, поступившее в двига­тель для сгорания одного кг топлива, определяется по формуле:

μ₁ = α ^. L_o, кмоль. (9)

Коэффициент остаточных газов равен:

(10)

Число киломолей остаточных газов:

μ_г = γ ^. μ_1, кмоль (11)

Число киломолей газа, находящегося в цилиндре двигателя в конце сжатия:

μ_с = μ₁+ μ_г , кмоль (12)

Число киломолей продуктов сгорания:

- для двигателей, у которых α <1

μ₂ = μ₁+ Н₂ / 4 +О₂ / 32 +0,21 ^. L₀ ^. (1-α) (13)

- для двигателей, у которых α > 1

μ₂ = μ₁+ Н₂ / 4 +О₂ / 32 (14)

Общее число киломолей продуктов сгорания и остаточных газов:

μ _z = μ₂ + μ_Г (15)

Действительный коэффициент молекулярного изменения продуктов сгорания вычисляется по формуле:

(16)

Теплоемкость свежепоступившего за­ряда воздуха в цилиндр двигателя и участвующего в процессе сжатия равна:

= 20,76 + 1,74 10^-3 Т_с , кДж/(кмоль К) (17)

- для бензиновых двигателей, работающих при α < 1 используется уравнение:

Т_с ((18,43+2,60 α)+(15,5 + 13,8 α) 10^-4 Т_z) Т_z

- для бензиновых двигателей с впрыском топлива и дизелей, работающих при α > 1 используется уравнение:

( ₊ 8,32 λ) T_c+

_z

Температура - Тz в конце процесса сгорания для соответствующего типа двигателя определяется путем решения квадратичного уравнения, при решении которого выбирается только положительное значение температуры. А Тz2 + В Тz - С = 0 Тz = (- В + где А,В,С - численные значения известных величин

Потери тепла в связи с неполнотой сгорания топлива

ΔН_и =119600 L₀(1- α), кДж/кг (18)

Низшая теплота сгорания жидкого топлива:

Н_и = 339 С+ 1040 Н-109 (О-S), кДж/кг (19)

Значение давления в конце процесса сгорания, равно:

- для карбюраторных двигателей

МПа (20)

- для двигателей с впрыском топлива

P_z=λ P_c МПа (21)

Для двигателей с впрыском топлива λ - выбирается с уче­том типа смесеобразования и других параметров из таблицы № 1.

Степень повышения давления для карбюраторных двига­телей определяется по формуле:

(22)

1.4. Процесс расширения.

Степень предварительного расши­рения для двигателей с впрыском топлива, дизелей определяется по формуле:

(23)

Давление и температура в конце такта расширения равны:

- для карбюраторных двигателей

, МПа

, ^о К

- для двигателей с впрыском топлива и дизелей

, МПа

, ^о К

где

Среднее значение величины n₂ - выбирается

- бензиновых двигателей n₂ = 1.23…1.3

- для дизелей n₂ = 1.18…1.28