2 Расчет основных показателей двигателя

Входные данные для расчета в соответствии с вариантом задания приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Входные данные для расчета основных показателей ДВС

Параметр	15
Тактность,	4
Число цилиндров,	8
Диаметр цилиндра, (м)	0,13
Ход поршня, (м)	0,14
Частота вращения коленчатого вала, , мин-1	2100
Действительная степень сжатия,	16,5
Давление воздуха перед впускными органами, , МПа	0,16
Температура воздуха перед впускными органами, , К	326

2.1. Расчет количества воздуха и продуктов сгорания

Принимаем средний элементарный состав 1 кг дизельного топлива: углерод = 0,870; водород = 0,126; кислород = 0,004.

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива:

где 0,21 – объемное содержание кислорода в 1 кмоль воздуха.

Действительное количество воздуха:

где – коэффициент избытка воздуха для сгорания топлива. Для двигателя с наддувом

Суммарное количество продуктов сгорания:

Изменение объемов продуктов сгорания:

Коэффициент молекулярного изменения:

2.2. Расчет параметров процесса наполнения

Давление в конце наполнения для четырехтактных двигателей

Температура в конце процесса наполнения:

где – подогрев свежего заряда от стенок цилиндра и поршня. . Принимается ;

– температура остаточных газов. Для четырехтактных двигателей . Принимается ;

– коэффициент остаточных газов. Для четырехтактных двигателей с наддувом . Принимается .

Коэффициент наполнения:

2.3. Расчет параметров процесса сжатия

Давление в конце процесса сжатия, МПа

где – показатель политропы сжатия. . Принимается .

Температура в конце сжатия:

2.4. Расчет параметров процесса сгорания

Действительный коэффициент молекулярного изменения:

Степень повышения давления при сгорании:

где – максимально допустимое давление рабочего цикла. Рекомендуемые значения при . Принимается .

Решение уравнения сгорания:

_где – коэффициент эффективного выделения теплоты в точке 4. ;

– низшая теплота сгорания дизельного топлива. ;

– средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном объеме и соответствующая максимальной температуре рабочего цикла;

– средняя мольная теплоемкость воздуха при постоянном объеме и соответствующая температуре конца процесса сжатия;

– максимальная температура цикла;

– температура в конце процесса сжатия.

После подстановки известных значений получается постоянная величина,

а уравнение сгорания принимает вид:

Решение уравнения сгорания сводится к определению величины . Это уравнение является квадратным относительно величины и решается методом последовательных приближений. Задаваясь значением температуры из интервала 1400 ÷ 2000 °C, определяют соответствующее значение по таблице 2 и подставляют в уравнение сгорания. Если значение правой части уравнения оказалось больше левой, то задаются меньшей величиной и выбирают соответствующее значение и так далее, до равенства обеих частей уравнения (допускается расхождение 1,5 %).

Таблица 2 – Зависимость средней мольной теплоемкости от величины

Температура, °C	Теплоемкость воздуха ,	Теплоемкость продуктов сгорания ,
1550 (значения теплоемкостей для данной температуры определены методом линейной интерполяции)	24,5705	28,0305
800	22,713	25,498

Так как погрешность вычислений находится в допустимых пределах, то значение определено верно и равняется .

Степень предварительного расширения: