1.2 Параметры впуска

Давление воздуха в цилиндре в конце впуска, р_а, МПа:

где η_v – коэффициент наполнения цилиндра свежим воздухом; ε – степень сжатия; T ^'₀ = T₀ +Δt – температура свежего заряда на впуске (до впускного клапана), К; Δt – подогрев свежего заряда во впускном трубопроводе, градусов; p_r – давление остаточных газов в цилиндре в конце такта выпуска, МПа.

T ^'₀ = 293+17 = 310К

Коэффициент остаточных газов, γ : где Т_r - температура остаточных газов в цилиндре в конце выпуска, К.

Температура воздуха в цилиндре в конце впуска, Т_а, К:

1.3 Процесс сжатия

Давление в конце сжатия, р_с, МПа: где n₁ – показатель политропы сжатия.

Температура в конце сжатия, Т_с, К:

1.4 Процесс сгорания

Количество молей остаточных газов, М_r, кмоль:

Общее количество рабочей смеси (свежий воздух плюс остаточные газы) в конце сжатия до начала сгорания, М_с, кмоль:

Количество продуктов сгорания (без остаточных газов) М ₂, кмоль:

Общее количество молей после сгорания, М_z, кмоль:

Коэффициент молекулярного изменения, μ:

Потери тепла при неполном сгорании богатой смеси ΔQ_н, кДж/кг:

Средняя молярная теплоёмкость воздуха в конце такта сжатия перед началом горения С_vc, кДж/кмоль·град:

Средняя молярная теплоемкость газов после сгорания С_vz кДж/кмоль·град;

Максимальная температура сгорания, Т_z, К:

Решаем это уравнение как полное квадратное уравнение типа:

отсюда:

Из двух корней выбираем один с реальным ответом (положительный), величина Tz в пределах 2200-2900 К.

Расчетное максимальное давление сгорания' р_zp, МПа:

Действительное максимальное давление сгорания р_zМПа :

Степень повышения давления в камере сгорания λ :

1.5 Процесс расширения

Давление газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, р_в, МПа:

где n₂ – показатель политропы расширения.

Температура газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, Т_в, К :

1.6 Среднее давление газов в цилиндре

Среднее расчётное индикаторное давление газов внутри цилиндра по нескруглённой индикаторной диаграмме, р_{i расч} , МПа:

Действительное среднее индикаторное давление газов внутри цилиндра по скруглённой индикаторной диаграмме, р_i , МПа:

где φ – коэффициент скругления индикаторной диаграммы, учитывающий окончание сгорания в начале такта расширения и потери давления при предварительном открытии выпускного клапана.

Среднее эффективное давление, р_е , МПа :

где η_m – механический кпд двигателя.

Среднее давление механических потерь, р_m , МПа:

1.7 Коэффициент полезного действия двигателя

Индикаторный КПД двигателя, η_i:

где Q_Н – низшая теплота сгорания,

Q_Н = 43.93 МДж/кг; ρ₀ = р₀·10⁶ /R_в·Т₀ – плотность воздуха, кг/м³;

R_в = 287 Дж/(кг·град) – удельная газовая постоянная для воздуха.

ρ₀ = 0,1·10⁶ /287·293 = 1,189 кг/м³

Эффективный КПД двигателя, η_е :