2.3.2. Процесс сжатия

Давление и температура в конце процесса сжатия

; (2.11)

, (2.12)

где - показатель политропы сжатия, который вычисляется по формуле В.А. Петрова

n₁ = 1,41 - 100/п_н=1,41 - 100/2200=1,36, (2.13)

здесь п_н – номинальная частота вращения коленчатого вала, мин^-1.

Следует обратить внимание, что температура заряда в конце сжатия у дизеля должна превышать на 200…400⁰С температуру самовоспламенения дизельного топлива.

2.3.3. Процесс сгорания

Для дизельных двигателей с подводом теплоты при V = const и Р = const это давление главным образом зависит от степени наддува и способа смесеобразования. Задаваясь значением степени повышения давления при сгорании_р (см. приложение Б)определяем давление в конце сгорания

, (2.14)

где

.

Температуру определяем из уравнения сгорания, которое для четырехтактного дизеля имеет вид:

, (2.15)

где - средняя мольная теплоемкость воздуха при постоянном объеме, ;

- средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении, ;

- коэффициент использования теплоты:

- низшая теплота сгорания топлива (для дизельного топлива ).

Подставляя полученные значения в уравнение сгорания топлива (2.15) получим:

Решая это квадратное уравнение, находим

2.3.4. Процесс расширения

Степень предварительного расширения подсчитывается по формуле:

(2.16)

Степень последующего расширения (2.17)

Давление газов в конце процесса расширения определяем по формуле:

(2.18)

где - показатель политропы расширения,который можно вычислить по формуле В.И.Петрова.

.

Температура газов в конце расширения:

(2.19)

Оценим правильность выбора значения температуры отработавших газов, сделанной в начале теплового расчёта по формуле:

(2.20)

Относительная ошибка составляет:

Достоверность расчёта рабочего цикла обеспечена, т. к. полученное значение принятого в начале расчёта , отличаются менее чем на .

2.4. Определение основных размеров двигателя, показателей топливной экономичности и кпд

Среднее теоретическое индикаторное давление для нескругленной индикаторной диаграммы подсчитывается по формуле:

, (2.21)

Действительное среднее индикаторное давление:

,

где - коэффициент скругления индикаторной диаграммы для дизелей

Р = Р_r – Р_а =0,721-0,97=-0,2 – потери индикаторного давления на проведение вспомогательных ходов (всасывание и выталкивание).

Среднее давление механических потерь приближенно можно определить по формуле:для дизельных двигателей:

Р_м = 0,105 + 0,012υ_П=0,105+0,012 7,66=0,19 МПа.

где υ_П – скорость поршня (м/с).

Среднее эффективное давление ,

_(2.22)

Механический КПД двигателя:

_(2.23)

Индикаторный КПД двигателя:

_(2.24)

Эффективный КПД

_(2.25)

Индикаторный и эффективный - удельные расходы топлива при работе двигателя на номинальном режиме - определяются по формулам:

(2.26)

(2.27)

Часовой расход топлива на номинальном режиме

, кг/ч

где N_eн– номинальная эффективная мощность двигателя в кВт.

Определим рабочий объем цилиндров проектируемого двигателя в литрах

, (2.28)

- эффективная мощность двигателя на номинальном режиме

- коэффициент тактности .

Объем камеры сжатия:

. (дм³)

Радиус кривошипа:

Длина шатуна:

мм.