1.2 Расчет процессов такта впуска и сжатия

Плотность заряда на впуске, ₀, кг/м³, определяется по формуле:

, кг/м3

(12)

где:T₀ - температура воздуха,T₀= 300K⁰;

P₀ - атмосферное давление,P₀ = 0,105 Мпа;

R - универсальная газовая постоянная,R=8314;

µ_в - молекулярная масса воздуха µ_в=28,96 кг/кмоль.

Вычисление плотности заряда на впуске произведено по формуле (12):

кг/м³

Скорость заряда в проходном сечении клапана , м/с, определяется по формуле:

, м/с

(13)

где: n – максимальные обороты двигателя, об/мин.

Вычисление скорости заряда в проходном сечении клапана произведено по формуле(13):

м/с

Падение давления в конце такта впускаPa, Мпа, определяется по формуле:

, МПа

(14)

где: β - коэффициент затухания скорости движения заряда в клапане, β=0,4;

ξ - коэффициент сопротивления впускной системы, ξ=4.

Вычисление падения давления в конце такта впуска произведено по формуле (14):

Мпа

Давление в конце такта впуска, Ра, Мпа, находится по формуле:

, Мпа

(15)

Вычисление давления в конце такта впуска произведено по формуле (15):

МПа

Параметры давления остаточных газов Pr, Мпа, определяется по формуле:

, МПа

(16)

Вычисление параметров давления остаточных газов произведено по формуле (16):

МПа

Остаточная температура цилиндра,Tr, К⁰, определяется по формуле:

, К0

(17)

Вычисление остаточной температуры цилиндра произведено по формуле (17):

К⁰

Коэффициент остаточных газов, находится по формуле:

,

(18)

Вычисление коэффициента остаточных газов  произведено по формуле (18):

Температура конца пуска Та, К⁰, находится по формуле:

, К0

(19)

Вычисление температуры конца пуска произведено по формуле (19):

К⁰

Коэффициент наполнения цилиндра_v, высчитывается по формуле:

(20)

Вычисление коэффициента наполнения цилиндра произведено по формуле (20):

Давление в конце сжатия Рс, МПа, высчитывается по формуле:

, МПа

(21)

где: n1 - политропа сжатия, n1=1,35.

Вычисление давления в конце сжатия произведено по формуле (21):

Температура в конце сжатия Тс, К⁰, находится по формуле:

, К0

(22)

Вычисление температуры в конце сжатия произведено по формуле (22):

, К⁰

1.3 Расчет параметров процесса сгорания

Этот процесс протекает между тактами сжатия и рабочий ход, и условно происходит мгновенно.

Действительный коэффициент молекулярного изменения рассчитывается по формуле:

(23)

Вычисление действительного коэффициента молекулярного изменения произведено по формуле (23):

Расход тепла на прогрев топливной смеси H, кДж/(кг*кмоль), высчитывается по формуле:

, кДж/(кг*кмоль)

(24)

Вычисление расхода тепла на прогрев топливной смеси произведено по формуле (24):

кДж/(кг*кмоль)

Энергия сгоревшей смеси, H_cm, кДж/(кг*кмоль), находится по формулам:

, кДж/(кг*кмоль)

(25)

_{где: НU – низшая теплота сгорания, HU = кДж/кг.}

Вычисление энергии сгоревшей смеси произведено по формуле (25):

кДж/(кг*кмоль)

В таблице 1.1 приведены параметры основных выпускных газов. Теплоемкость топливной смеси в зависимости от температуры указана в таблице 1.2.

Таблица 1.1 Параметры выпускных газов

I	CO	H2	H2O	CO2	N2	O2
ai	22,49	19,68	26,67	39,12	21,95	23,72
bi	0,00143	0,00176	0,00444	0,00335	0,00146	0,00155

Таблица 1.2 Теплоемкость топливной смеси

Тс	600	700	800	900
	20,97	21,19	21,45	21,73

Пропорциональный состав отработавших газовri, находится по формуле:

(26)

Вычисление пропорционального состава отработавших газов произведено по формуле (26):

Вычисления по формуле (26) заносятся в таблицу 1.3.

Таблица 1.3 Пропорциональный состав отработавших газов

I	CO	H2	H2O	CO2	N2	O2
ri	-0,171	-0,00855	0,148	0,124	0,754	0

Коэффициенты динамического термического расширенияD, высчитывается по формуле:

(27)

Вычисление коэффициента динамического термического расширения произведено по формуле (27):

Коэффициенты динамического термического расширения D, высчитывается по формуле:

(28)

Вычисление коэффициентов динамического термического расширения произведено по формуле (28):

Коэффициенты динамического термического расширенияD, высчитывается по формуле:

(29)

где: _z– коэффициент использования теплоты.

Вычисление коэффициентов динамического термического расширения произведено по формуле (29):

Температура газов в конце сгорания смесиt_z, С⁰, высчитывается по формуле:

, С0

(30)

Вычисление температуры газов в конце сгорания смеси произведено по формуле (30):

С⁰

Температура газов в конце сгорания смеси Т_z, К⁰, высчитывается по формуле:

, К0

(31)

Вычисление температуры газов в конце сгорания смеси произведено по формуле (31):

К⁰

Давление в конце сгорания смеси Рс, МПа, находится по формуле:

, МПа

(32)

Вычисление давления в конце сгорания смеси произведено по формуле (32):

, МПа

1.4 Расчет параметров процесса расширения

Степень предварительного расширения газов, , находится по формуле:

,

(33)

Степень последующего расширения газов, , находится по формуле:

,

(34)

Температура газов в конце расширения Т_b, К⁰, находится по формуле:

, К0

(35)

где: n₂ - политропа расширения, n₂=1,25.

Вычисление температуры газов в конце расширения произведено по формуле (35):

К⁰

Давление газов в конце расширения Р_b, МПа, определяется по формуле:

, МПа

(36)

Вычисление давления газов в конце расширения произведено по формуле (36):

МПа

Степень повышения давления, находится по формуле:

(37)

Вычисление степени повышения давления произведено по формуле (37):

Действительное среднее индикаторное давление цикла Pi, МПа, рассчитывается по формуле:

, МПа

(38)

где: - коэффициент скругления индикаторной диаграммы, =0,97.

Вычисление действительного среднего индикаторного давления цикла произведено по формуле (38):

МПа