1.2. Порядок выполнения расчета процесса наполнения

Тепловой расчет рабочего процесса выполняют для стандартных условий окружающей среды. Давление окружающей среды принимают р_о = 1,013 бар. Температура окружающей среды Т_о = 288 К.

1.2.1. Давление свежего заряда перед впускными органами двигателя p_s.

Карбюраторные двигатели без наддува

,

где р_кар – падение давления в карбюраторе, принимают р_кар = 0,02…0,06 бар;

р_ф – аэродинамическое сопротивление воздушного фильтра, бар.

Согласно [8] допустимое аэродинамическое сопротивление воздушных фильтров бензиновых автомобильных двигателей не должно превышать 0,05 бар.

Примем р_ф = 0,03…0,05 бар.

Карбюраторные двигатели с наддувом

.

Давление наддува р_к ориентировочно можно выбрать по приближенной зависимости

.

Здесь _н – степень повышения мощности за счет применения наддува

где – мощность двигателя с наддувом;

– мощность двигателя без наддува.

За счет применения низкого наддува (до р_к = 1,9 бар) можно повысить мощность двигателя на 20…30%. Средний наддув (р_к = 1,9…2,5 бар) обеспечивает увеличение мощности на 35…50%.

Дизельные двигатели без наддува

.

По ГОСТ 12627-80 для тракторных дизелей сопротивление чистого фильтра не должно превышать 0,04 бар, а загрязненного – 0,07 бар. Для автомобильных дизелей [8] это сопротивление должно находиться в пределах 0,035…0,040 бар. По результатам испытаний отечественных фильтров [11] при выполнении теплового расчета можно принимать

Дизельные двигатели с наддувом (без охлаждения наддувочного воздуха)

.

Ориентировочно давление наддува р_к можно определить по эмпирическим формулам:

– для четырехтактных двигателей;

– для двухтактных двигателей.

Среднее эффективное давление определяется по заданным исходным данным

,

где – рабочий объем цилиндра, м³;

z – количество оборотов коленчатого вала, необходимое для совершения рабочего цикла двигателя (для четырехтактных двигателей z = 2, для двухтактных – z = 1).

Дизельные двигатели с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха

.

Аэродинамическое сопротивление охладителя наддувочного воздуха , но не должно превышать 0,049 бар.

1.2.2. Давление в конце процесса наполнения р_а определяется по формулам (1.7…1.12) в зависимости от типа двигателя.

1.2.3. Температура остаточных газов Т_r рассчитывается по формуле (1.1) для карбюраторных двигателей и по формуле (1.2) – для дизельных.

1.2.4. Давление остаточных газов р_r ориентировочно определяется по эмпирической формуле

,

где коэффициент a = 0,3…0,5;

р_р – давление в выпускном ресивере.

Для двигателей без наддува и с наддувом или продувкой, осущест- вляемыми приводным нагнетателями , здесь коэффициент b = (0,01…0,05) учитывает сопротивление выхлопного тракта двигателя. Для двигателей с газотурбинным наддувом р_р  р_т. Давление газа перед турбиной р_т может быть принято из соотношения р_т = (0,72…0,86) р_к. Меньшие значения относятся к большим величинам р_к, а большие – к меньшим.

1.2.5. Коэффициент остаточных газов _r, принимается по данным таблицы 1.3 с учетом типа и конструкции двигателя.

1.2.6. Температура свежего заряда перед впускными органами двигателя T_s:

• для карбюраторных двигателей без наддува ,

где Т_исп = 17/ – понижение температуры свежего заряда за счет испарения топлива (здесь  = 0,85…0,95 – коэффициент избытка воздуха на номинальном режиме работы двигателя);

• для карбюраторных двигателей с наддувом (без охлаждения наддувочного воздуха) .

Температура воздуха на выходе из компрессора агрегата наддува

,

где  = 1,04…1,10 – коэффициент, учитывающий охлаждение воздуха в компрессоре за счет отвода теплоты через его стенки;

_ад = 0,65…0,87 – адиабатный КПД компрессора;

к = 1,4 – показатель адиабаты;

• для дизельных двигателей без наддува Т_s=T₀;

• для дизельных двигателей с наддувом (без охлаждения наддувочного воздуха) Т_s=T_к, при этом Т_к не должно превышать 360 К;

• для дизелей с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха , здесь Т_онв = 20…60 К – понижение температуры в охладителе наддувочного воздуха. Точное значение Т_онв можно получить только после выполнения расчета охладителя наддувочного воздуха, поэтому приближенно принимают Т_онв = (335…345) К. Охлаждение наддувочного воздуха целесообразно применять при Т_s > 360 К.

1.2.7. Температура заряда в конце процесса наполнения T_а определяется по формуле (1.5). Величина повышения температуры Т выбирается в пределах, рекомендованных в таблице 1.3.

1.2.8. Коэффициент наполнения _v рассчитывается по формуле (1.3).

1.2.9. Расчетная величина коэффициента остаточных газов _rр может быть получена по формуле (1.4). Если | _rр - _r | > 0,001, расчет повторяют, начиная с п. 1.2.5, приняв значение _r равным _rр.