2.6 Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси равен:

; (2.18)

Теплота сгорания рабочей смеси , кДж/ (кмоль раб. см.), равна:

; (2.19)

где  количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания, кДж/ кг. При этом

; (2.20)

Средняя мольная теплоемкость , кДж/(кмольград), свежего заряда находят по формуле:

= ; (2.21)

=

Средняя мольная теплоемкость , кДж/(кмольград), продуктов сгорания дизельного топлива при постоянном объеме и давлении:

; (2.22)

Значение температуры , К, в конце видимого процесса сгорания дизельного топлива определяется из уравнения процесса сгорания

; (2.23)

где – степень повышения давления; = 1,8...2,0 (для дизелей без наддува), = 1,4...1,6 (для дизелей с наддувом).

Подставив вышеуказанные выражения в уравнение сгорания, получим квадратичное уравнение , корень которого равен:

; (2.24)

Давление теоретическое , МПа, в конце сгорания:

= = ; (2.25)

= =

2.7 Процесс расширения

Приблизительно значение показателя политропы расширения:

= 1,21 + 130/ n_e; (2.26)

= 1,21 + 130/ 2600 = 1,26.

Давление в конце процесса расширения , МПа, равно:

= ; (2.27)

=

где  – степень последующего расширения. При этом

 = ; (2.28)

 =

Степень предварительного расширения  находят по формуле:

 = ; (2.29)

 =

Температура в конце процесса расширения , К, равна:

= ; (2.30)

=

Проводится проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

= ; (2.31)

=

Полученная температура отличается от приблизительно на 0,44 %, что меньше 5 %.

2.8 Индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла, основные параметры цилиндра и двигателя

Теоретическое среднее индикаторное давление , МПа, дизельного двигателя находят по формуле

= ; (2.32)

=

Действительное среднее индикаторное давление , МПа:

= ; (2.33)

=

где – коэффициент полноты диаграммы, = 0,95...0,96.

Индикаторный коэффициент полезного действия:

= ; (2.34)

=

где  плотность заряда на впуске, = 1,189 кг/ м³ (для двигателя без наддува), = 1,45...1,65 кг/ м³ (для двигателя с наддувом).

Удельный индикаторный расход топлива , г/(кВтч):

; (2.35)

Среднее давление механических потерь , МПа, определяется из эмпирического выражения в соответствии с данными таблицы:

= ; (2.36)

=

где – скорость поршня, м/с. При этом

= ; (2.37)

=

где S – ход поршня (выбирается предварительно по прототипу), мм.

Среднее эффективное давление , МПа:

= ; (2.38)

=

Механический коэффициент полезного действия:

= ; (2.39)

=

Литраж двигателя , л, находят по формуле:

= ; (2.40)

=

Рабочий объем цилиндра V_h, л, находят по формуле:

V_h = ; (2.41)

V_h =

Диаметр цилиндра D, мм, находят по формуле:

D = ; (2.42)

D =

Ход поршня , мм, находят по формуле:

; (2.43)

Уточненная скорость поршня определяется по формуле:

= ; (2.44)

=

Поскольку при = = 0,15 м/с < 0,5 м/с, то возвращаться к расчету механических потерь не нужно.

Затем вычисляются основные параметры и показатели двигателя:

– литраж двигателя , л, находят по формуле:

= = ; (2.45)

= =

– эффективную мощность , кВт, находят по формуле:

= ; (2.46)

=

– литровую мощность , кВт/л, находят по формуле:

= ; (2.47)

=

– эффективный крутящий момент , Нм, находят по формуле:

= ; (2.48)

=

– эффективный коэффициент полезного действия:

= ; (2.49)

=

– удельный эффективный расход топлива , г/(кВтч):

; (2.50)

– часовой расход топлива , кг/ч, находят по формуле:

= ; (2.51)

=