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:

= =20,161,74919,2510^-3=21,759. (2.21)

Средняя мольная теплоемкость , кДж/ (кмольград), продуктов сгорания бензина при постоянном объеме определяется по формуле

. (2.22)

Значение температуры , К, в конце видимого процесса сгорания бензина определяется из уравнения процесса сгорания:

, (2.23)

где  коэффициент использования тепла; = 0,99 [1, С. 107].

По формуле (2.21) получаем:

.

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

. (2.24)

Таким образом, получаем:

0,9980305,1+21,759919,254=1,06(20,896+0,002944T_z) T_z

0,0031T_z² +22,181T_z-59288=0

T_z = K

Давление теоретическое , МПа, в конце сгорания

= =1,063,36 (2.25)

Действительное давление , МПа, в конце сгорания бензина:

= =0,85 (2.26)

Для бензиновых двигателей давление и температура в конце сгорания находятся в пределах = 3,5...7,5 МПа, = 3,0...6,5 МПа, = 2400...3100 К, Малые значения являются следствием ряда причин, основная из которых – повышенный в среднем в 1,5 раза коэффициент избытка воздуха.

2.7 Процесс расширения

Приблизительно значение показателя политропы расширения равно:

= 1,21 + 130/ n_e = 1,21 + 130/6000 1,232. (2.27)

Давление в конце процесса расширения , МПа, равно:

= =8,034/10,5^1,232 =0,444 МПа (2.28)

Температура в конце процесса расширения , К, равна:

= =2069,52/10,5^1,232-1 =1200,31 К (2.29)

Для бензиновых двигателей давление и температура в конце расширения находятся в пределах = 0,35...0,60 МПа, = 1200...1700 К

Проводится проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

= ==912,83 K (2.30)

Полученная температура отличается от приблизительно на 1,8 %, что меньше 5 % [1].

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

Теоретическое среднее индикаторное давление , МПа, бензинового двигателя определяется по формуле

= (2.31)

МПа.

Действительное среднее индикаторное давление , МПа, равно:

= =0,95МПа, (2.32)

где – коэффициент полноты диаграммы; = 0,95 [1].

Индикаторный коэффициент полезного действия равен:

= , (2.33)

где  плотность заряда на впуске; = 1,45 кг/м³ [1].

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

= г/(кВтч). (2.34)

Среднее давление механических потерь , МПа, определяется из эмпирического выражения в соответствии с данными таблицы 2.2 [1]:

= =0,024+0,053 МПа, (2.35)

где – скорость поршня, м/с. При этом:

= = =20,8 м/с, (2.36)

где S – ход поршня (выбран предварительно по прототипу ДВС),

S=104мм

Среднее эффективное давление , МПа:

= = 0,94 – 0,13 0,8 МПа. (2.37)

Механический коэффициент полезного действия:

= =0,8/0,940,86 (2.38)

Литраж двигателя , л, равен:

= л (2.39)

Рабочий объем цилиндра V_h, л, равен:

V_h = =2,86/4 л (2.40)

Диаметр цилиндра D, мм, равен:

D = = (2.41)

Ход поршня , мм, равен:

мм (2.42)

Уточненная скорость поршня определяется по формуле (2.36) с учетом значения :

= ==20,79 м/с.

Поскольку =20,8-20,79=0,01 м/с < 0,5 м/с, то возвращаться к расчету механических потерь не нужно.

Вычисляем основные параметры и показатели двигателя:

- литраж двигателя , л, равен:

= = = л (2.43)

- эффективная мощность , кВт, равна:

= кВт (2.44)

- литровая мощность , кВт/л, равна:

= =114,65/2,8640,07 кВт/л. (2.45)

- эффективный крутящий момент , Нм, равен:

= = Нм. (2.46)

- эффективный коэффициент полезного действия:

= =0,860,250,21. (2.47)

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

г/(кВтч). (2.48)

- часовой расход топлива , кг/ч, равен:

= =387,49114,8610^-3 кг/ч. (2.49)