2.2. Характеристика горючей смеси и продуктов сгорания

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива, кмоль/кг

, (6)

где С – массовая доля в топливе углерода (0,855);

Н – массовая доля в топливе водорода (0,145);

О – массовая доля в топливе кислорода;

О_2в – объемная доля кислорода в воздухе, (0,21).

Количество горючей смеси на 1 кг топлива, кмоль/кг

(7)

где α =0,83 коэффициент избытка воздуха;

μт- молекулярная масса томлива, кг/кмоль .Для бензина μт=110..120кг/кмоль[3]

Принимаем μт=115 кг/кмоль

Количество продуктов сгорания на 1 кг топлива, кмоль/кг,

(8)

Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси при сгрании

(9)

3.3. Параметры состояния газов перед впускными и за выпускными клапанами

Давление свежего заряда перед впускными клапанами для двигателей без наддува МПа.

, (10)

где р₀ – давление окружающей среды, МПа (0,101 МПа)

Δр_S – потеря давления во впускном трубопроводе, МПа (0,012).

Для карбюраторних двигателей Δр_S=0,012…0,016 МПа[2]

Принимаем Δр_S=0,014 МПа

Температура свежего заряда перед впускными клапанами для двигателей без наддува, К

, (11)

где Т₀ – температура окружающей среды, К (293 К).

ΔТ_S – температура подогрева свежего заряда;

Для карбюраторних двигателей ΔТ_S=15...20К

Принимаем ΔТ_S=17К

Давление газа за выпускными клапанами двигателя без наддува р_Т, МПа

, (12)

где Δр_Т – перепад давления в выпускном трубопроводе;

Δр_Т=0,003...0,006 МПа[2]

Принимаем Δр_Т=0,005 МПа

2.4. Показатели процесса наполнения

Показатели процесса наполнения зависят не только от организации данного процесса, но и от процесса выпуска отработавших газов предыдущего цикла, поскольку в цилиндре остается некоторое их остаточное количество М_r и они имеют относительно высокую температуру Т_r и избыточное давление р_r.

Количество остаточных газов М_r, кмоль

, (13)

где R_μ – универсальная газовая постоянная (R_μ =8134 Дж/кмоль К).

Т_r.-Температура остаточных газов в начале процесса впуска

Для карбюраторних двигателей Т_r =900...1100К[4]

Принимаем Т_r =1000К

р_r =Давление остаточных газов, МПа

р_r = k_r* р_r (14)

где k_r – коэффициент, учитывающий перепад давления остаточных газов в цилиндре по отношению к давлению за выпускными клапанами в конце процесса выпуска. k_r=1,1...1,12 [2]

Принимаем k_r=1,1

Давление в процессе наполнения для получения расчетной индикаторной диаграммы принимают величиной постоянной, равной р_а.

(15)

где k_а –коэффициент, учитывающий перепад давления рабочей смеси перед

впускными клапанами по отношению к давлению в цилиндре в конце процесса наполнения . k_а=0,94...0,98 [2]

Принимаем k_а=0,96

Давление в процессе наполнения для получения расчетной индикаторной диаграммы принимают величиной постоянной, равной р_а.

Важным показателем процесса наполнения является коэффициент наполнения η_v, представляющий собой отношение действительного количества свежей смеси М_см, заполнившей цилиндр, к количеству смеси М_см.0, которое может заполнить рабочий объем цилиндра при давлении и температуре окружающей среды.

. (16)

Коэффициент наполнения можно определить по формуле

(17)

где ΔТ – повышение температуры заряда от стенок цилиндра, К (15).

Для двигателей без надува ΔТ=10...20 К

Принимаем ΔТ=15К

Коэффициент остаточных газов γ

(18)

Температура в конце процесса наполнения Т_а, К

(19)

Количество свежей смеси, заполнившей цилиндр, М_см, Кмоль для двигателя без наддува

, (20)

Количество рабочей смеси М_а, Кмоль

. (21)