1.6. Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси

. (17)

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси

. (18)

Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива (только при α<1)

∆H_u = 119950 ∙ (1-α) ∙ L₀ , кДж/кг.

Теплота сгорания рабочей смеси

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при α ≥ 1

при α < 1

Средние мольные теплоемкости отдельных компонентов в приведенных выше выражениях определяются по формулам табл. 5 в интервале температур от 1501 до 2800°С.

Можно также непосредственно найти величину по табл.6 или табл.7 в зависимости от α и , но точное значение на данный момент неизвестно, и им можно задаться лишь приближенно по прототипу.

Температура конца видимого процесса сгорания определяется из уравнений:

• Для бензиновых двигателей

;

• Для дизелей

,

где - теплоемкость при постоянном давлении;

– соответственно коэффициент использования теплоты сгорания и степень повышения давления.

Для бензиновых двигателей = 0,85…0,95.

Для дизелей =0,70…0,88; = 1,6…2,5.

При выборе величины необходимо помнить, что:

• Увеличение теплоотдачи в окружающую среду уменьшает ;

• Коэффициент избытка воздуха, обеспечивающий увеличение скорости сгорания рабочей смеси, повышает ;

• Увеличение частоты вращения, как правило, уменьшает .

Величина степени повышения давления для дизелей устанавливается по опытным данным, в основном, в зависимости от количества топлива, поданного в цилиндр, способа смесеобразования и формы камеры сгорания. Кроме того, на величину 𝜆 оказывает влияние период задержки воспламенения топлива, с увеличением которого степень повышения давления растет. Бóльшие значения 𝜆 повышают экономичность цикла, но одновременно увеличивают механические нагрузки на детали кривошипно-шатунного механизма. Поэтому при выборе 𝜆 нужно следить, чтобы максимальное давление сгорания Р_z = 𝜆∙Р_c не превышало допустимых величин: в карбюраторных двигателях 3,5…7,5 МПа, в дизелях 5,0…12,0 МПа.

В приведенные выше уравнения сгорания входят две неизвестные величины: температура конца видимого сгорания и теплоемкость продуктов сгорания при той же температуре . При использовании для определения теплоемкости приближенных формул (см. табл. 5) уравнения сгорания после подстановки в них числовых значений всех параметров и последующих преобразований принимают вид квадратного уравнения:

,

откуда и Т_я = t_z + 273 K.

Если теплоемкость продуктов сгорания определяли непосредственно по табл. 6 или табл. 7, задавшись значением t_z по прототипу, то истинное значение t_z определяется методом последовательных приближений (подбором t_z).

Давление конца сгорания:

• Для бензиновых двигателей

• Для дизелей

Степень повышения давления (для бензиновых двигателей)

.

Степень предварительного расширения (для дизелей)