4.1.3 Коефіцієнт наповнення циліндрів

. (5)

У сучасних двигунах коефіцієнт наповнення знаходиться в таких межах: для карбюраторних і газових двигунів = 0,75...0,85, для дизелів= 0,8...0,9 [1, 2].

4.1.4 Об'єм циліндра в кінці процесу впускання (точка а індикаторної діаграми), л,

, (6)

де - об'єм камери стиску, л, ; (7)

- робочий об'єм циліндра, л, ; (8)

D, S - відповідно діаметр циліндра та хід поршня , дм (наведені у завданні для теплового розрахунку);

4.2 Розрахунок процесу стиску

4.2.1 Тиск робочої суміші в кінці процесу стиску, МПа,

, (9)

де - середній показник політропи стиску; для автотракторних двигунів = 1,32...1,4 [1, 2]. Величина залежить від теплообміну між робочим тілом і зовнішнім середовищем. При зменшенні теплообміну величинутреба приймати ближче до верхньої межі. При збільшенні частоти обертання колінчастого вала, зменшенні відносної поверхні камери згоряння й підвищенні температури охолоджуючої рідини теплообмін зменшується, ітреба також приймати ближче до верхньої межі.

Для карбюраторних та газових двигунів = 0,9...1,9 МПа; для дизелів=3,5...6,0 МПа.

4.2.2 Температура робочої суміші в кінці процесу стиску, К,

. (10)

Для карбюраторних і газових двигунів =550...750 К, для дизелів =700...900 К [1, 2].

4.2.3 Об'єм циліндра в кінці стиску, л, дорівнює об'єму камери стиску і визначається за формулою (7).

4.2.4 Середня мольна ізохорна теплоємність суміші визначається як теплоємність повітря, кДж/(кмоль×К),

, (11)

де °C.

4.3 Розрахунок матеріального балансу

4.3.1 Теоретично необхідна кількість повітря для повного згоряння 1 кг палива:

рідинне паливо

; (12)

; (13)

газове паливо

, (14)

де - у молярних одиницях, кмоль/кг;

- у масових одиницях, кг/кг.

С, Н, О - елементарний склад палива (табл. 4.1, 4.2);

4.3.2 Кількість свіжого заряду, віднесена до 1 кг палива, кмоль

для карбюраторних двигунів

, (15)

для дизелів ; (16)

для газових двигунів , (17)

де a - коефіцієнт надлишку повітря (наведений у завданні для теплового розрахунку);

- середня молярна маса палива (табл. 4.1, 4,2).

Таблиця 4.1 - Параметри рідинного палива

Параметр	Бензин	Дизпаливо
1. Елементарний склад палива (щодо маси) С - вуглець Н - водень О- кисень 2. Середня молярна маса, , кг/кмоль 3. Нижча теплота згоряння, , кДж/кг 4. Відношення водню до оксиду вуглецю, 5. Теплота згоряння паливно-повітряної суміші приa=1 кДж/кмоль кДж/кг 6. Теоретично необхідна кількість повітря для повного згоряння 1 кг палива , кмоль/кг , кг/кг	0,855 0,145 - 110...120 44000 0,45...0,5 86000 3800 0,512 14,96	0,87 0,126 0,004 180...200 42500 0,45...0,5 83900 3660 0,49 14,45

Таблиця 4.2 - Параметри газового палива

	Компоненти скрапленого газу				Компоненти стисненого газу
Показники	етан	пропан	бутан	метан		азот	вугле- кислий
Октанове число Відношення густини газу до густини повітря Густина: в рідкому стані, кг/л в газовому стані, кг/м Нижча теплота згоряння, кДж/м кДж/кг Теплота згоряння газопові-тряної суміші, кДж/м Теоретично необхідна кіль-кість повітря для згоряння 1 мпалива, м/м	125 1,038 0,446 1,342 60039 47160 3400 16,66	120 1,523 0,509 1,967 85767 45938 3458 23,91	93 2,007 0,582 2,593 111700 45406 3496 30,95	110 0,554 - 0,717 33859 49802 3224 9,52		- 0,967 - 1,25 - - - -	- 1,529 - 1,977 - - - -

4.3.3 Кількість компонентів продуктів згоряння 1 кг палива, кмоль

Для карбюраторних двигунів (a<1)

оксид вуглецю , (18)

де К - відношення кількості водню до оксиду вуглецю (табл. 4.1);

діоксид вуглецю ; (19)

водень, що не прореагував із киснем, ; (20)

водяна пара ; (21)

азот повітря . (22)

Для дизелів (a³1)

діоксид вуглецю ; (23)

водяна пара - обчислюється за формулою (21);

вільний кисень повітря ; (24)

азот повітря - визначається за формулою (22).

Для газових двигунів

діоксид вуглецю ; (25)

водяна пара ; (26)

вільний кисень повітря визначається за формулою (24), а азот повітря - за формулою (22).

4.3.4 Сумарна кількість продуктів згоряння, кмоль,

. (27)

4.3.5 Теоретичний коефіцієнт молярної зміни робочого тіла

. (28)

Для карбюраторних двигунів = 1,06...1,12; для дизелів і газових двигунів= 1,03...1,06.

4.3.6 Дійсний коефіцієнт молярної зміни робочого тіла

. (29)

4.3.7 Середня мольна ізохорна теплоємність продуктів згоряння, кДж/кмоль×К

Для карбюраторних двигунів (a<1)

(30)

Для дизелів і газових двигунів (a³1)

(31)

Після підстановки у формули (30 - 31) значень кількості компонентів продуктів згоряння (п.п. 6.3.3) та розкриття дужок середню мольну ізохорну теплоємність продуктів згоряння необхідно записати в загальному вигляді, тобто

.+