2.2. Параметры окружающей среды и остаточные газы.

Атмосферные условия принимаем следующие: р₀=0,1 МПа; Т₀ =288 К.

Принимаем давление надувочного воздуха р_к= 0,17 МПа,

Принимаем показатель политропы сжатия в компрессоре n_к = 1.65 МПа.

Температура остаточных газов Т_г=760...1000°К. Т_г=790°К.

Давление остаточных газов р_г=(0.75…0.95)р_к = 0.80.17 = 0.136МПа.

Определяем температуру воздуха за компрессором

2.3. Процесс впуска.

Принимаем температуру подогрева свежего заряда Т= 40°

Определяем плотность заряда на впуске:

Р_к = p_K10⁶/(R_BT_K) , кг/м³

где R_B=287 Дж/кгград  универсальная газовая постоянная для воздуха.

Р_к = 0,1710⁶/(287355)=1,67 кг/м³

Потери давления на впуске в двигатель:

Pa = ((^{2 +} _вп)(²_Bnp_к10^-6))/2 МПа

где   коэффициент затухания скорости движения заряда в расс­матриваемом сечении цилиндра;

_вп  коэффициент сопротивления впускной системы, отнесен­ный к наиболее узкому ее сечению;

_вп  средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы.

По опытным данным в современных автомобильных двигателях на

номинальном режиме (² + _вп)=3.3 и _вп=90 м/с.

Pa = (3.390²1,6710^-6)/2 = 0,0223 МПа

Давление в конце впуска:

р_а = р_к - Pa = 0,17 – 0,0223 = 0,148 МПа

Коэффициент остаточных газов:

где   степень сжатия.  = 15

Определяем температуру в конце впуска:

Т_а = (Т_к + T + _гT_r) / (1+ _г) , К

Т_а = (355 + 40 + 0,0327790) / (1+ 0,0327) =407.5 К

Определяем коэффициент наполнения:

n_v = Т_к(р_а - р_г) / [(Т_к + .Т)(-1)р_к]

n_v =355(150,148 – 0,136) / [(355 + 40)(15-1)0,17]=0,79

2.4. Процесс сжатия.

Давление в конце сжатия:

Р_c=Р_aⁿⁱ, МПа

где n_i  показатель политропы сжатия, n_i=1,34...1,4.

Р_c=0,14815^1.38 = 6.22 МПа

Температура в конце сжатия:

Т_с = Т_а^ni-1 , °К

Т_с = 407,515^1.38-1 = 1140.4 °К

Средняя молярная теплоемкость заряда (воздуха) в конце сжатия (без влияния остаточных газов):

с_vс = 20,16 + 1,7410 ^-3Т_С , кДж/кмопьград

с_vс = 20,16 + 1,7410 ^-31140.4 = 22,14 кДж/кмопьград

Число молей остаточных газов:

М_г = _гL₀ , кмоль

М_г = 1,950,03270,501 = 0,032 кмоль

Число молей газов в конце сжатия до сгорания:

М_с = M + М_г , кмоль

М_с = 0.977 + 0.032 = 1.01 кмоль

2.5. Процесс сгорания.

Средняя молярная теплоемкость при постоянном давлении для продуктов сгорания жидкого топлива, кДж/мольград

C_PZ = (20,2+0,92/) + (15,5+13,8/)10^-4Т_z +8,314

C_PZ = (20,2+0,92/1.95) + ((15,5+13,8/1.95)10^-4Т_z )+8,314

C_PZ = 28.99 + 0.0023Т_z

Число молей газов после сгорания:

М_z = М₂ + М_г , кмоль

М_z = 1.011 + 0.032 = 1.043 кмоль

Расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

 = М_z/М_с,

 = 1.043/1.010 = 1.033

Количество теплоты, передаваемой газам при сгорании 1 кг топлива:

Q = Q_н , кДж/кг

где ,  коэффициент использования теплоты  = 0,9;

О_н  удельная низшая теплота сгорания топлива, для дизельного топлива

О_н = 42500 кДж/кг;

Q = 0.942500 = 38250 , кДж/кг

Температуру в конце сгорания определяем из уравнения сгорания:

С_рzТ_z = Q/[L_o(1 + _r)] + Т_с(C_Vc + 8,314)

где   степень повышения давления, =1.7

Решаем уравнение относительно температуры в конце сгорания T_z и находим ее. T_z = 2259.1 К. Другое значение T_z отрицательная температура, а она не может быть такой в конце процесса сгорания.

Давление в конце сгорания:

p_z = Р_с , МПа

p_z = 6.221.7 =10.57 МПа

Степень предварительного расширения  = (Т_z)/(Т_с)=

 = (1.0332259.1)/(1.71143.4) = 1.2