1.2. Процес стиску.

При розрахунку процесу стиску потрібно визначити тиск Р_c (МПа) і температуру кінця стиску Т_c (К) використовуючи формули:

де n₁ - показник політропи, який визначається;

- показник адіабати – 1,343

1.3. Процес згоряння.

Процес згоряння являється найбільш складним в здійсненні робочого процесу двигуна. Це пояснюється його швидкотекучістю, складністю фізико-хімічних перетворень палива в процесі згорання, впливом на його протікання параметрів процесу впуску і стиску, якістю палива і рівномірністю розподілу частинок палива по об’єму камери згорання і ін. Метою розрахунку процесу згоряння являється визначення параметрів кінця згоряння (температури і тиску).

1.3.1. Паливо.

Для розрахунку процесу згоряння необхідно задати елементарний склад палива і визначити його теплоту згоряння.

Елементарний склад рідких палив можна прийняти:

бензин: С – 0,85; Н – 0,15; О=0

Тут С; Н; О – масові долі відповідно вуглецю, водню і кисню в 1 кг палива.

Вибиравши елементарний склад палива, по формулі Д.І. Менделєєва можна визначити приблизне значення теплоти згоряння (КДж/кг).

Н_и = (33,91С+125,6H-10,89(O-S)-2,51(9H-W))= =33,910,85+125.60.15– 2,51 (90,15-0)=43,9(МДж/кг).

де S і W – відповідна кількість сірки і водяної пари в продуктах згоряння.

1.3.2. Параметри робочого тіла

Визначивши елементарний склад палива потрібно визначити теоретично необхідну і дійсну кількість повітря для згоряння 1 кг палива, склад продуктів згоряння, середньомольні теплоємкості продуктів згоряння.

Теоретично необхідну кількість повітря для згоряння 1 кг палива можна визначити по формулі:

кмоль пов./кг.палива

Для карбюраторного двигуна дійсна кількість повітря визначається за формулою:

М₁ = L₀+1/m_T 0,91 0,514+1/115=0,470 кмоль/кг

де m_T – умовна молекулярна маса палива

m_{T = 115} кг/ кмоль

- коефіцієнт надлишку повітря

Загальна кількість продуктів неповного згоряння палива (кмоль/кг.пал) складає:

Кількість відповідних компонентів продуктів згоряння

визначається по формулах:

кмоль/кг пал

кмоль/кг пал

кмоль/кг пал

кмоль/кг пал

кмоль/кг пал

де k – постійна величина яка залежить від відношення кількості водню і окису вуглецю, які зберігаються в процесі згоряння.

k = 0,48

Теплоємність робочої суміші може бути визначена за формулою:

Середню мольну теплоэмнысть при постыйному обэмы продуктыв згоряння визначають використовуючи формулу:

m = (m₀+g_r)/(1+g_r)=

1.3.3. Параметри кінця процесу згоряння.

В карбюраторному двигуні потрібно визначити температуру Т_z і тиск Р_z кінця згоряння.

Температуру кінця згоряння визначають використовуючи формулу:

Теплота згоряння робочої суміші (кДж/(кмоль роб.сум.)):

де Н_и – втрати теплоти від хімічного не догоряння палива (кДж/кг)

Середня мольна теплоємність при постійному об’ємі продуктів згоряння кДж/(кмоль град):

Середня мольна теплоємність при постійному об’ємі:

Дійсний тиск кінця згоряння (МПа).

P_zб = 0,85 P_z=4,437мПа

1.4. Процеси розширення і випуску.

Вибираємо показник політропи розширення n₂. Тиск кінця розширення для карбюраторного двигуна знагодимо:

Тиск кінця розширення:

1.5 Індикаторні показники робочого циклу.

Середній теоретичний індикаторний тиск (МПа) для карбюраторного двигуна:

Дійсний індикаторний тиск менший теоретичного і рівний:

де _и – коефіцієнт повноти індикаторної діаграми, _и = 0,95;

Індикаторний ККД:

Індикаторна питома витрата палива (г/кВт.год)

1.6. Ефективні показники двигуна.

Тиск механічних втрат (МПа) залежить в основному від середньої, швидкості поршня і його визначають за емпіричними формулами:

Р_м = 0,049+0,0152V_n.ср.=0,237мПа

V_пср.=6…15м/с=15м/с

Середній ефективний тиск (МПа):

Р_е = Р_і-Р_μ=0,8274-0,237=0,5904 мПа

Механічний ККД:

_м = Р_е/Р_і =0,5904/0,8274=0,7135

Ефективний ККД двигуна:

_е = _і_м=0,31·0,7135=0,221

Ефективна питома витрата палива:

1.7 Розміри циліндру і питомі показники двигуна.

Робочий об’єм одного циліндра (л):

V_h = 30N_e/(P_eni)

Діаметр циліндра залежить від відношення ходу поршня до діаметру циліндра S/D і визначається за формулою

Приймаємо D=144мм, S=115мм

Літраж двигуна (л):

Ефективну потужність (кВт):

N_e = P_e V_л n/30 =

Ефективний крутний момент (Н·м):

)

Годинна витрата палива (кг/год):

G_T = N_eq_е10^-3=195·367,943=71,748кг/год

Середня швидкість поршня (м/с):

V_n.cp. = Sn/(310⁴)=115·3350/310⁴=12,84м/с

Літрова потужність двигуна (кВт/л):

N_л = N_e/і·V_л=115/14,97=7,682кВт/л