Исходные данные:
Прототип – ВАЗ-2110;
Ход поршня S=
Диаметр поршня D=
Степень сжатия
Процесс впуска
двигатель сгорание автомобиль кривошипный шатунный
В двигателях без наддува воздух в цилиндры поступает из атмосферы, и при расчете рабочего цикла давление окружающей среды принимают равным а температура .Температуру остаточных газов Тr =1000 К; температуру подогрева свежего заряда ∆T=15 К.
Для автотракторных двигателей без наддува и с наддувом давление остаточных газов:
Pr=(1.05…1.25) Po=0,105 МПа;
Потери давления на впуске:
∆Рa=(0,05…0.20) Р0=0,20*0,1=0,02 МПа;
Давление в конце пуска:
Pа=Р0 – ∆Pа=0,1 – 0,02 = 0,08 МПа;
Температура подогрева заряда ∆T=15K;
Коэффициент остаточных газов:
Теперь можно определить температуру в конце впуска:
Процесс сжатия
Средний показатель политропы сжатия:
Расчет давления Рс и температуры Тс в конце сжатия проводят по уравнениям политропического процесса:
Процесс сгорания
Теоретически необходимое количества воздуха для полного сгорания 1 кг топлива определяется по формуле:
Где 0,23 и 0,21 - соответственно значения массового и объемного содержания кислорода в 1 кг воздуха; - масса 1 кмоля воздуха;
С, Н, ОТ - соответственно массовые доли углерода, водорода и кислорода, содержащихся в топливе. Действительное количество воздуха, поступившее в цилиндр:
где α - коэффициент избытка воздуха.
Количество остаточных газов в цилиндре двигателя равно:
Число киломолей продуктов сгорания 1 кг жидкого топлива в (кмоль/кг):
Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси характеризует изменение объема газов при сгорании и равен:
Температура в конце сгорания определяется из уравнения сгорания, которое имеет вид:
Где ξ=0,9 - коэффициент использования тепла;
Qн=43500 кДж/кг - низкая теплопроводная способность топлива;
Потеря части теплопроводности из-за химической неполноты соединения:
Средние молекулярные теплоемкости в кДж/кмоль подсчитываются по следующим формулам:
Для свежего заряда:
Для продуктов сгорания:
Определив числовые значения всех параметров, уравнение сгорания приводят к квадратному уравнению:
Из этого уравнения определяется значение температуры в конце сгорания:
Давление в конце сгорания определяется по формуле:
Процесс расширения
Показатели политропы расширения для современных автотракторных двигателей определяется по формуле:
Значения давления и температуры газов в конце процесса расширения рассчитывают по уравнениям политропического процесса:
Для теплового расчета и правильности выбора параметров процесса выпуска используется формула Мазинга:
Отличие от ранее принятой температуры Tr=1000 К составил 6.5%, что менее 15%, следовательно, корректировать расчет не требуется.