4.3 Расчёт процесса сжатия

Давление (МПа) и температуры (К) в конце процесса сжатия определяется из уравнения политропы:

; (4.8)

(4.9)

где п₁ – показатель политропы сжатия.

Величина п₁ определяется по прототипу или в зависимости от среднего показателя адиабаты k₁ , который, в свою очередь, устанавливается по монограмме (приложение 1) в зависимости от степени сжатия и температуры в конце процесса впуска. Значение показателя политропы сжатия п₁ в зависимости от k₁ находится в следующих пределах:

для дизелей ……………………. п₁=k₁ + 0,02.

В таблице 4.2 приведены параметры конца сжатия.

Таблица 4.2-Параметры конца сжатия для различных двигателей

Двигатели	Параметры
	п1
Карбюраторные	1,35-1,39	0,9-2,0	550-800
Дизели без наддува	1,35-1,40	3,6-5,5	700-900
Дизели с наддувом	1,32-1,37	5,5-9,0	800-1100

4.4 Расчёт процесса сгорания

Термохимический расчёт процесса сгорания.

Количества заряда , находящегося в цилиндре в конце сжатия, определяется количеством свежего заряда и остаточных газов :

Количества воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг жидкого топлива определяется из стехиометрических соотношений.

в массовых единицах, :

; (4.10)

в единицах объёма :

; (4.11)

.

Количество свежего заряда , находиться в цилиндре дизеля:

; (4.12)

.

Количество остаточных газов в цилиндре определяется:

; (4.13)

.

Количество заряда, находящегося в цилиндре к концу процесса сгорания на 1 кг топлива, определяется количеством продуктов сгорания и остаточных газов :

; (4.14)

.

Количество продуктов сгорания , образующихся при сгорании 1 кг жидкого топлива, может быть определено по формулам:

для богатых смесей ( 1):

(4.15)

для бедных смесей ( >1):

(4.16)

.

В результате сгорания топлива происходит относительное изменение объёма рабочего тела, которое характеризует химическим коэффициентом молекулярного изменения горючей смеси или действительным коэффициентом молекулярного изменения горючей смеси:

; (4.17)

(4.18)

Для дизелей ………………….. 1,01-1,06

Термодинамический расчёт процесса сгорания.

Величина теплоёмкости зависит от температуры и давления тела, его физических свойств и характера процесса. Для расчётов рабочих процессов обычно пользуются молярными теплоёмкостями при постоянном объёме и при постоянном давлении , между которыми существует зависимость:

_ср = _сv + 8,315. (4.19)

Теплоемкость заряда определяется в зависимости от температуры конца сжатия Т_с по эмпирической формуле, кДж/(кмольК):

; (4.20)

Теплоемкость продуктов сгорания определяется в зависимости от температуры Т_z и состава рабочей смеси:

при   1 ;

Коэффициент использования теплоты  зависит от совершенства организации процессов смесеобразования и сгорания топлива. Значения  на номинальном режиме работы находятся в пределах:

для дизелей с неразделенными

камерами сгорания…………………………………………….0,70 – 0,88

Принимаем =0,8

Коэффициент использования теплоты  в зависимости от скоростного режима изменяется по параболе: на средних режимах работы имеет максимум, при увеличении и уменьшении частоты вращения коленчатого вала снижается.

Для дизелей при расчете процесса сгорания дополнительно задаются степенью повышения давления  = p_z/p_c которая для различных двигателей находится в следующих пределах:

для дизелей с неразделенными камерами

сгорания и объемным смесеобразованием ……………………………1,6 – 2,2.

Принимаем λ = 2.

Температуру в конце процесса сгорания определяют по следующим выражениям.

. (4.21)

, (4.22)

_где

Давление газов в конце сгорания p_z, МПа

дизельный двигатель

p_z =   р_с,

p_z = 2·7,2=14,4 МПа.

В дизелях происходит значительное увеличение объема газа в процессе сгорания, которое характеризуется степенью предварительного расширения  = V_z/V_c. Следовательно, для дизелей

. (4.23)

Параметры конца процесса сгорания приведены в таблице 4.3

Таблица 4.3- Параметры конца процесса сгорания для дизелей с наддувом

рz, МПа	Тz, К
7,0 – 16,0	2000 – 2500