 |
Расчет процесса наполнения
|
|
|
|
1. Определяется плотность воздуха rк, требуемая для реализации заданной величины 
, по формуле, кг/м3:
. (1.28)
Сравнение rк с плотностью воздуха при н.у. (1,21 кг/м3) позволяет сделать вывод о необходимости наддува.
2. Требуемое давление наддува, МПа:
. (1.29)
Если наддув отсутствует, то 
.
3. Вычисляется давление заряда в конце процесса наполнения, МПа:
; 
, (1.30)
где 
‑ потери давления на впуске, МПа.
4. Температура заряда на впуске, К:
. (1.31)
Если наддув отсутствует, то 
.
5. Определяется коэффициент остаточных газов:
. (1.32)
Ориентировочное значение этого коэффициента: для четырехтактных дизелей без наддува ‑ 0,03...0,06; с наддувом ‑ 0,02...0,04; для четырехтактных карбюраторных ‑ 0,06...0,12.
6. Температура заряда в конце процесса наполнения, К:
. (1.33)
7. Рассчитывается коэффициент наполнения
. (1.34)
Расчет процесса сжатия
1. Давление газов в конце процесса сжатия, МПа:
. (1.35)
2. Температура заряда в конце сжатия, К:
(1.36)
3. Средняя молярная теплоемкость в конце сжатия, кДж/кмоль×град:
а) свежей смеси или воздуха (для дизеля):
; (1.37)
б) остаточных газов при a <1
(1.38)
или при 
, (1.39)
где теплоемкости 
, 
, 
, 
, 
и 
рассчитываются по табл.1.14 в зависимости от 
;
в) рабочей смеси
. (1.40)
4. Уточняется значение показателя политропы сжатия по формуле (1.9) и вновь выполняются пп.1‑3 до тех пор, пока погрешность n 1 не составит 0,001.
Таблица 1.14
Расчетные зависимости для удельной изохорной теплоемкости различных газов
| Газ | cV, для температур | |
| от 0 до 1500°С | от 1501 до 2800°С | |
| Воздух | 20,600+0,002638× t | 22,387+0,001449× t |
| O2 | 20,930+0,004641× t -0,00000084× t2 | 23,723+0,001550× t |
| N2 | 20,398+0,002500× t | 21,951+0,001457× t |
| H2 | 20,684+0,000206× t +0,000000588× t2 | 19,678+0,001758× t |
| CO | 20,597+0,002670× t | 22,490+0,001430× t |
| CO2 | 27,941+0,019× t -0,000005487× t2 | 39,523+0,003349× t |
| H2O | 24,953+0,005359× t | 26,670+0,004438× t |
|
|
|
Термохимический расчет процесса сгорания
1. Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси вычисляется при 
по зависимости
(1.41)
для дизелей и
(1.42)
для бензиновых двигателей.
В случае a <1
. (1.43)
2. Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси, учитывающий наличие в цилиндре остаточных газов к моменту начала сгорания, определяется из выражения
. (1.44)
Термодинамический расчет процесса сгорания
1. Для двигателей, работающих при a <1 (бензиновые двигатели), определяются потери теплоты вследствие неполного сгорания топлива, кДж/кг:
. (1.45)
2. Определяется средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания при a <1:
(1.46)
или при :
(1.47)
как выражение в зависимости от 
, где теплоемкости компонентов выбираются по табл.1.14.
3. Для дизельного двигателя задается степень повышения давления l, которая зависит от количества топлива, подаваемого в цилиндр, формы КС и способа смесеобразования. Кроме того, на величину l оказывает влияние период задержки воспламенения топлива, с увеличением которого степень повышения давления растет: для дизелей с неразделенными КС и объемным смесеобразованием l =1,6…2,5; для вихрекамерных и предкамерных дизелей, а также для дизелей с неразделенными КС и пленочным смесеобразованием l =1,2…1,8. В целях снижения нагрузок на детали КШМ необходимо принимать такие l, при которых максимальное давление сгорания не превышает 12 МПа (обычно 8…10 МПа).
4. После подстановки вычисленных значений в уравнение сгорания топлива для бензиновых двигателей
(1.48)
или для дизелей
(1.49)
получается квадратное уравнение, откуда находится температура 
.
5. Для бензинового ДВС рассчитываются теоретическое максимальное давление 
и действительное максимальное давление 
сгорания, МПа:
|
|
|
; (1.50)
, (1.51)
а затем степень повышения давления
. (1.52)
Для дизеля максимальное давление сгорания равно
. (1.53)
|
|
|
