2.3. Состав и количество продуктов сгорания

Количество отдельных составляющих продуктов сгорания:

— для карбюраторных двигателей (1):

;

;

;

;

,

где — отношение числа молей водорода и окиси углерода (К=0,45-0,50);

Суммарное количество продуктов сгорания М₂, кмоль/кг:

— для карбюраторных двигателей

;

Приращение объёма в результате сгорания , кмоль/кг

.

Теоретический коэффициент молекулярного изменения ₀

.

2.4. Параметры процесса впуска

Плотность заряда (воздуха) на впуске ₀, кг/м³

,

где p₀ — давление окружающей среды, МПа; _в — молярная масса воздуха, кг/кмоль; R — универсальная газовая постоянная (R=8,314 Дж/(мольК));

Т₀ — температура окружающей среды, К.

Давление в конце впуска p_a, МПа

,

где (²+) — суммарный коэффициент, учитывающий гашение скорости и сопротивление впускной системы; w_вп — скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы, м/с.

Рекомендуется принимать (²+)=2,5-3,5 и w_вп=70-110 м/с (меньшие значения для дизелей).

Коэффициент остаточных газов _ост

,

где Т — температура подогрева заряда, К; Т_r — температура остаточных газов, К; p_r — давление остаточных газов, МПа;  — степень сжатия.

Температура в конце впуска Т_a, К

.

Коэффициент наполнения _v

.

2.5. Параметры процесса сжатия

Давление в конце сжатия p_С, МПа

,

где n₁ — показатель политропы сжатия.

Температура в конце сжатия Т_С, К

.

2.6. Параметры процесса сгорания

Действительный коэффициент молекулярного изменения _д

.

Количество теплоты, не выделившееся вследствие неполноты сгорания Н_и, кДж/кг (для карбюраторных двигателей при 1).

.

Теплота сгорания рабочей смеси Н_см, кДж/кмоль

,

где Н_и — низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг.

Уравнения сгорания:

— для карбюраторного двигателя

где _z — коэффициент использования теплоты; — средняя мольная теплоёмкость свежего заряда в конце сжатия, Дж/(мольК); — средняя мольная теплоёмкость остаточных газов в конце сжатия, Дж/(мольК); — средняя мольная теплоёмкость продуктов сгорания в конце сгорания, Дж/(мольК);  — степень повышения давления при сгорании; T_Z — температура в конце сгорания, К.

Теплоёмкость свежего заряда

.

Средняя мольная теплоёмкость продуктов сгорания при температуре T_Z:

— для карбюраторных двигателей

Средняя мольная теплоёмкость остаточных газов в конце сжатия для соответствующей температуры T_C (в градусах Цельсия) и коэффициента избытка воздуха  определяется путём интерполяции табличных значений, приведённых в справочной литературе [1, табл. 3.8, 3.9].

Каждое из уравнений после подстановки выражений для и численных значений других известных величин превращается в обычное квадратное уравнение вида

,

решаемое известными способами относительно величины T_Z (A, B и C — постоянные коэффициенты).

Давление газов в конце сгорания p_Z, МПа

— для карбюраторных двигателей

расчётное ;

действительное ;

Степень повышения давления  (для карбюраторных двигателей)

.

2.7. Параметры процесса расширения

Давление газов в конце расширения p_b, МПа

— для карбюраторных двигателей

;

Температура в конце расширения T_b, К

— для карбюраторных двигателей

;

Проверку правильности предварительного выбора температуры остаточных газов T_r осуществляют по формуле

.

При этом относительная погрешность не должна превышать 5-7%.

2.8. Индикаторные показатели цикла

Среднее индикаторное давление цикла (расчётное) , МПа

— для карбюраторных двигателей

;

Среднее индикаторное давление цикла (действительное) , МПа

,

где  — коэффициент скругления индикаторной диаграммы.

Индикаторный КПД _i

.

Удельный индикаторный расход топлива g_i, г/(кВтч)

.

2.9. Эффективные показатели рабочего цикла

Давление механических потерь p_M, МПа

— для карбюраторных двигателей

при i8, S/D1 ;

где v_ср — средняя скорость поршня (v_ср=10-15 м/с).

Среднее эффективное давление p_e, МПа

.

Механический КПД _м

.

Эффективный КПД _е

.

Удельный эффективный расход топлива g_е, г/(кВтч)

.

2.10. Основные размеры двигателя

Литраж двигателя V_л, л

,

где N_max — максимальная мощность двигателя, кВт;  — тактность двигателя; n_N — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин.

Рабочий объём цилиндра V_h, л

где i — число цилиндров двигателя.

Диаметр цилиндра D, мм

,

где m=S/D — отношение хода поршня к диаметру цилиндра.

Ход поршня S, мм

.

Величины D и S, выраженные в миллиметрах, округляются до ближайших целых чисел, после чего по ним окончательно определяются параметры двигателя:

литраж двигателя, л ;

максимальная мощность, кВт ;

литровая мощность, кВт/л ;

часовой расход топлива, кг/ч ;

средняя скорость поршня, м/с .