1. Исходные данные к расчету двигателя

1. Номинальная мощность N_e = 42,5 кВт;

2. Частота вращения коленчатого вала n = 5300 мин^-1;

3. Число цилиндров и их расположение Р – 4;

4. Степень сжатия  = 9,5;

5. Коэффициент избытка воздуха  = 0,9;

6. Число клапанов на цилиндр i = 2;

7. Тип КС – Шатровая;

8. Тип охлаждения – жидкостное;

2. Состав топлива и некоторые его характеристики

gC	gH	gОТ	Т кг/кмоль	HU МДж/кгТ	L0 кмоль/кгТ	l0 кг/кгТ
0,855	0,145	0	115	44,0	0,512	14,96

, где g_C и g_H – массовые доли, показывающие содержание углерода и водорода;

_Т – кажущаяся молекулярная масса топлива;

H_U – низшая теплота сгорания;

L₀ и l₀ – количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива.

3. Расчет характеристик рабочего тела

1. Количество свежей смеси

Количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания топлива:

2. Суммарное число свежей смеси:

М₁ = 1/_Т +  * L₀ = 1/115 + 0,9 * 0.512 = 0.469 кмоль/кг_Т.

3. Состав и количество продуктов сгорания

Приняв К = М_Н2/М_СО = 0.5 получим:

Суммарное число кмолей продуктов сгорания:

М₂ = М_СО + М_СО2 + М_Н2 + М_Н2О + М_N2;

М₂ = 0,014 + 0.0713 + 0,007 + 0.0725 + 0.364 = 0.5288 кмоль.

4. Мольные или объёмные доли компонентов продуктов сгорания:

Проверка: r_i = 0,026 + 0.1348 + 0,013 + 0.137 + 0.688 = 1.0.

5. Теоретический коэффициент молекулярного изменения:

4. Расчет процессов газообмена

1. Условия на впуске

Атмосферное давление Р₀ и температура воздуха на входе в двигатель Т₀:

Р₀ = 0.1 МПа;

Т₀ = 298 К.

Плотность заряда на впуске:

где R = 287 Дж/кгК – газовая постоянная для воздуха.

2. Параметры остаточных газов.

Принимаем ориентировочные значения давления P_r и температуры Т_r остаточных газов:

P_r = (1.05…1.25) * P₀.

Принимаем P_r = 0.11 МПа.

T_r = 900…1100 K – для бензиновых двигателей.

Принимаем Т_r = 1000 K.

3. Подогрев свежего заряда на впуске.

Для бензиновых двигателей Т = 0…20.

Принимаем Т = 10.

4. Давление в конце впуска.

Давление в конце впуска определяется величиной гидравлических потерь Р_а во впускном трубопроводе:

Р_а = Р₀ - Р_а

где  - коэффициент затухания скорости;

 - коэффициент сопротивления выпускной системы.

По опытным данным на номинальном режиме ² +  = 2.5…4.0.

Принимаем ² +  = 3,5.

W – средняя за процесс впуска скорость смеси в наименьшем сечении впускного тракта (как правило в клапане).

По опытным данным на номинальном режиме W = 60…100 м/с.

Принимаем W = 90 м/с.

Р_а = 0,1 – 0,017 = 0,083 МПа.

5. Коэффициент остаточных газов.

6. Температура конца впуска.

 = 1.00…1.03 – отношение теплоёмкости остаточных газов к теплоёмкости свежего заряда.

Для бензиновых двигателей Т_а = 320…360 К.

7. Коэффициент наполнения.