ВВЕДЕНИЕ

Прогресс в автомобильной промышленности, дальнейшее увеличение грузооборота автомобильного транспорта предусматривает не только количественный рост автопарка, но и значительное улучшение использования имеющихся автомобилей, повышение культуры эксплуатации, увеличение межремонтных сроков службы.

В области развития и совершенствования автомобильных двигателей основными задачами являются: расширение использования двигателей, снижение расхода топлива и удельной массы двигателей, стоимости их производства и эксплуатации. На принципиально новый уровень ставится борьба с токсичными выбросами двигателей в атмосферу, а также задачи по снижению шума и вибрации в процессе их эксплуатации. Значительно больше внимания уделяется использованию электронно-вычислительных машин при расчетах и испытаниях двигателей.

Выполнение сегодняшних задач требует от специалистов, связанных с производством и эксплуатацией автомобильных двигателей, глубоких знаний теории, конструкции и расчета двигателей внутреннего сгорания.

2.1 Выбор и обоснование исходных данных для

ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА ДВИГАТЕЛЯ

Принимая во внимание прототип двигателя, особенности условий его работы в степень форсирования, выбираем для проведения теплового расчета следующие данные:

Таблица 1. Исходные данные для теплового расчета автомобильного ДВС (номинальный режим работы)

Исходные данные и тип двигателя
Бензиновый с впрыском топлива	0,8-0,96 0,94	0,1	288-293	20-40 20	0,94-0,97	0,8-0,95 0,93	-

Исходные данные и тип двигателя
C впрыском топлива	-	0,75-0,85	0,845-0,855	0,145 - 0,155	-

- коэффициент избытка воздуха;

- коэффициент наполнения;

и - давление и температура окружающей среды;

Т - повышение температуры заряда при впуске;

- коэффициент выделения тепла при сгорании;

- степень повышения давления только для дизельного двигателя;

- механический к.п.д.;

- коэффициент округления индикаторной диаграммы;

, , - элементный углеводородный состав топлива, соответственно содержание в топливе углерода, водорода, кислорода, %.

2.2 Расчет основных параметров действительных

ПРОЦЕССОВ ДВИГАТЕЛЯ

2.2.1. Процесс впуска

Давление и температура остаточных газов:

Гидравлические потери:

где β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;

ξ – коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению;

- отношение средней скорости движения свежего заряда в наименьшем сечении впускной системы (в клапане для 4-х тактных двигателей либо в продувочных окнах для 2-х тактных) , м/с, к частоте вращения коленчатого вала двигателя на номинальном режиме работы ,об/мин;

- плотность заряда на впуске соответственно при наддуве и без него, кг/м³ ( = 1,189 при нормальных физических условиях).

Для современных двигателей при работе на номинальном режиме и м/с.

Давление в конце впуска

где р_а – потери давления на впуске, МПа

Коэффициент остаточных газов:

Температура в конце впуска:

Коэффициент наполнения:

2.2.2. Процесс сжатия

Для определения давления (МПа) и температуры (К) в конце такта сжатия используют зависимости:

,

где n₁ – показатель политропы сжатия, определяемый, как

.

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) свежей смеси (воздуха)

б) остаточных газов

в) рабочей смеси

2.2.3. Процесс сгорания

Необходимое количество воздуха (кмоль) для сгорания 1 кг топлива:

.

где С, H, O - средний элементарный состав топлива, %.

Средний элементарный состав топлива:

- бензин: С – 0,855; H – 0,145

Количество молей отработавших газов М₂:

Количество отдельных компонентов продуктов неполного сгорания топлива (α<1), , , , соответственно:

где - постоянная величина, зависящая от отношения количества водорода к оксиду углерода, содержащаяся в продуктах сгорания (для бензинов 0,45-0,50);

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания и их общее количество в кмоль/кг топл занесены в таблицу 2.

Таблица 2. Количество компонентов продуктов сгорания в ОГ.

МСО2	Мсо	Мн2о	Мн2	MN2	M2
0,057	0,014	0,065	0,007	0,368	0,512

Количество горючей смеси:

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси :

.

Теплота сгорания рабочей смеси:

где H_u – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (для бензина 44000)

- количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания, (только для двигателей, работающих при α<1).

Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания в точке z

После упрощения и преобразований:

Уравнение сгорания карбюраторного ДВС

- коэффициент использования теплоты в рабочем процессе.

После преобразований имеем:

Давление в конце сгорания:

Степень повышения давления :

.

Для бензиновых двигателей максимальное давление сгорания действительное: