Давление в начале сжатия

=0,086 МПа.

Коэффициент наполнения

0,7945 ,

где - коэффициент, учитывающий неодинаковость теплоёмкостей смеси и остаточных газов и равный 1,064 .

Коэффициент остаточных газов

= 0,0664 .

Температура рабочей смеси в начале сжатия

=374,2 К.

Действительный коэффициент молекулярного изменения

=1,077 .

Давление в конце сжатия

=1,279 МПа,

n1=1,367.

Показатель политропы сжатия и расширения находится из трансцендентного уравнения

,

где ,

для процесса сжатия i=1, к=c, n=a, m=, ;

при адиабатном сжатии , следовательно

для процесса расширения i=2, к=b, n=z, m=, ;

R_=8,1343 кДж/(кмоль*К)– универсальная газовая постоянная.

Температура в конце сжатия

=772,1 К.

Теплота сгорания продуктов неполного сгорания при 1

=5797,2 кДж/кг.

Коэффициент выделения теплоты при сгорании, если 1

=0,8681.

Уравнение сгорания для бензиновых двигателей:

,

где – коэффициент использования теплоты при сгорании,; u_{с с.з} – молярная внутренняя энергия свежей смеси в конце процесса сжатия (свежего заряда), u_{с п.с} – молярная внутренняя энергия продуктов сгорания.

Степень повышения давления

Молярная внутренняя энергия свежего заряда при температуре t_c, (температура в уравнение молярной внутренней энергии подставляется в С)

=10868 кДж/кмоль,

где С_{v c.з} – молярная теплоёмкость свежего заряда (воздуха) при температуре t_c,

Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре t_c

=11905 кДж/кмоль,

где r_{к п.с} – объёмная доля компонента продуктов сгорания, С_{v п.с} – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре t_с.

Молярная внутренняя энергия продуктов сгорания при температуре при температуре t_z

=73896 кДж/кмоль,

где С_{v п.с} – молярная теплоёмкость компонента продуктов сгорания при температуре t_z.

Объёмная доля компонента продуктов сгорания

,

где М_к – количество компонента продуктов сгорания, кмоль; например, .

Решая уравнение сгорания, определяем температуру Т_z.

Tz=2905,1 K.

Теоретическое давление в цилиндре в конце сгорания

=5,181 МПа.

Действительное давление в цилиндре в конце сгорания

,4,663 МПа.

Давление конца расширения

=0,302 МПа,

n2=1,439 .

n₂ – показатель политропы расширения.

Температура конца расширения

=1220,8 K.

Среднее индикаторное давление

=0,773 МПа.

Индикаторный к.п.д.

=0,2498.

Удельный индикаторный расход топлива

=0,3279 кг/(кВт*ч).

Механический к.п.д. для предварительного расчета (определения S и D) принимаем .

Рабочий объём одного цилиндра

=441,51 cм3.

Диаметр цилиндра

=87,12 мм.

Ход поршня

=74,06 мм.

Эффективный к.п.д.

=0,2123.

Удельный эффективный расход топлива =0,3857 кг/(кВт*ч).

Литровая мощность

=16,42 кВт/л.

Часовой расход топлива

=22,37 кг/ч.

Г рафик 3.

«Индикаторная диаграмма при 293 К»

График 4.

ВЫВОД.

Т. к. рассматриваемый мною двигатель является карбюраторным (мощность = 58 кВт; число оборотов коленчатого вала = 3000 об/ мин; степень сжатия = 7,2 – прототип – ГАЗ 31029), то у него отсутствует надув (компрессор) 

Тк = То*(Рк/Ро)^nk-1/nk (nk – показатель политропного сжатия воздуха в компрессоре), Тк зависит от степени повышения давления, а так как без надува Рк=Ро, значит Тк=То, т. е. воздух попадает в цилиндр с температурой окружающей среды.

v=((Тк/Тк+Т)*(1/ -1)*1/Рк))*(Ра-Рг), (1) где:

v – коэффициент наполнения, представляет собой отношение действительного количества свежего заряда, поступившего в цилиндр, к тому количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объёме цилиндра при условии, что давление и температура в нем равны давлению и температуре среды из которой поступает свежий заряд.

Тк – температура при выходе из компрессора (Тк=То);

Т – температура подогрева свежего заряда;

 - степень сжатия;

Рк – давление при выходе из компрессора;

Ра – давление в конце такта впуска;

Рг – давление остаточных газов.

Свежий заряд попадает в цилиндр в начале такта впуска с давлением Ро, в конце этого такта давление становится Ра. Ро и Ра связаны между собой зависимостью:

Ра= Ро-Ра (1.1).

Ра приблизительно можно определить используя уравнение Бернулли.

(2) , где:

 - коэф-т затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра.

вн - коэф-т сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому её сечению.

вн – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы.

к – плотность заряда на впуске при надуве, в нашем случае без надува к=о.

о=Ро/Rв*То, Rв=287 кДж/кг*К  с увеличением температуры окружающей среды То, плотность свежего заряда о – уменьшается. Уменьшение плотности приводит к понижению давления Ра (фор. 2), и , как видно из уравнения (1.1), вызывает повышение давления в конце такта впуска (Ра). Если мы будем подставлять Ра в формулу1, то закономерно получим, что v - увеличивается. это увеличение можно проследить и на графике 4.

Министерство Образования Российской Федерации.

Государственное Общеобразовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования.

«Ижевский Государственный Технический Университет».

Кафедра «Тепловые двигатели и установки».

КУРСОВАЯ РАБОТА.

ПО КУРСУ «КОНСТРУИРОВАНИЕ В ДВС».

«АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

НА КОЭФФИЦИЕНТ НАПОЛНЕНИЯ».

Выполнил:

ст. гр. № 752

Рябов Д. Н.

/____________/

Проверил:

Профессор

Бендерский Б. Я.

/_____________/

г.Ижевск

2003г.