1. Расчёт рабочего цикла двигателя

Исходные данные:

Прототип - ВАЗ-2110;

Ход поршня S= 71мм

Диаметр поршня D= 82мм

Степень сжатия 9.9.

Обороты n= 5600 об/мин

Номинальная мощность Ne= 93.9 кВт

Двигатель = Р-4К

Выбор исходных параметров.

Средняя скорость поршня: Сп=Sn/30=13.3м/с

Коэффициент избытка воздуха α= 0.93

Коэффициент наполнения η_v= 0.9

1. Процесс впуска.

В двигателях без наддува воздух в цилиндры поступает из атмосферы, и при расчете рабочего цикла давление окружающей среды принимают равным а температура .

Для автотракторных двигателей без наддува и с наддувом давление остаточных газов:

Pr=(1.05…1.25)Po=0,105МПа;

Температура подогрева заряда ∆ра= 0,005Мпа Ра= 0.095 Мпа.

Температура подогрева заряда ∆Т= 15К.

Температура остат-х газов Тг= 900К

Коэффициент остаточных газов:

Теперь можно определить температуру в конце впуска:

1.2.Процесс сжатия.

Средний показатель политропы сжатия:

Расчет давления Рс и температуры Тс в конце сжатия проводят по уравнениям политропического процесса:

1.3.Процесс сгорания.

Теоретически необходимое количества воздуха для полного сгорания 1кг топлива определяется по формуле:

Где 0,23 и 0,21- соответственно значения массового и обьемного содержания кислорода в 1кг воздуха; -масса 1 кмоля воздуха;

С,Н,ОТ- соответственно массовые доли углерода, водорода и кислорода, содержащихся в топливе. Действительное количество воздуха, поступившее в цилиндр:

где α- коэффициент избытка воздуха.

Количество остаточных газов в цилиндре двигателя равно:

Число киломолей продуктов сгорания 1кг жидкого топлива в (кмоль/кг):

Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси характеризует изменение объема газов при сгорании и равен:

Температура в конце сгорания определяется из уравнения сгорания, которое имеет вид:

Где ξ=0,9-коэффициент использования тепла;

Qн=43500кДж/кг- низкая теплопроводная способность топлива;

- потеря части теплопроводности из-за химической неполноты соединения;

Средние молекулярные теплоемкости в кДж/кмоль подсчитываются по следующим формулам:

Для свежего заряда:

Для продуктов сгорания:

Определив числовые значения всех параметров, уравнение сгорания приводят к квадратному уравнению:

Из этого уравнения определяется значение температуры в конце сгорания:

Давление в конце сгорания определяется по формуле:

1.4.Процесс расширения.

Показатели политропы расширения для современных автотракторных двигателей определяется по формуле:

Значения давления и температуры газов в конце процесса расширения рассчитывают по уравнениям политропического процесса:

Для теплового расчета и правильности выбора параметров процесса выпуска используется формула Мазинга:

Отличие от ранее принятой температуры Tr=900К составил 10.2%, что менее 15%, следовательно, корректировать расчет не требуется.

1.5.Определение среднего индикаторного давления

Величина среднего теоретического индикаторного давления подсчитывается аналитическим путём на основании формулы:

Действительное среднее индикаторное давление определяется из уравнения:

Рi=P'i*υ-∆Pi

P_i=1.5*0.97-0.01=1.20МПа

где ν-коэффициент полноты индикаторной диаграммы (ν=0,97); P_i-потери индикаторного давления на выполнение вспомогательных ходов.

∆ P_i= P_r- P=0.01 Мпа