Требуется выполнить.

1. Рассчитать давления и температуры в характерных точках цикла.

2. Определить коэффициенты, характеризующие рабочие процессы двигателя: γ_r, η_v, μ (μ – коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси).

3. Определить индикаторные и эффективные показатели двигателя, а также часовой расход топлива В_Т.

4. Определить основные размеры и параметры двигателя: диаметр D и ход S поршня, рабочий объём цилиндра V_h, литраж V_л и литровую мощность N_л двигателя.

5. Построить индикаторную диаграмму двигателя.

Методика теплового расчёта двс.

1. Расчет параметров процесса впуска.

Давление в конце впуска: ,

где

- Р_о – барометрическое давление, принимаемое равным 0,1 МПа;

- ψ_a – коэффициент, учитывающий аэродинамическое сопротивление впускной системы, отнесенное к сечению клапана; в зависимости от частоты вращения ψ_a = 2,5…4;

- W_a – средняя скорость движения заряда в проходном сечении клапана, принимаемая в пределах 50…150 м/с;

- ρ_o – плотность свежего заряда, которую с достаточной точностью можно принять равной плотности воздуха, то есть .

Здесь

- Т_о – температура атмосферного воздуха, принимаемая равной 288,К (15,^оС);

- R_в – газовая постоянная воздуха, равная 287,Дж/(кг К).

Температура в конце впуска: .

где для дизелей , ,

где - Р_r –давление остаточных газов;

- T_r – температура остаточных газов, принимаемая для дизелей 600…900,К.

Необходимо учесть, что T_r снижается при увеличении степени сжатия ε и при уменьшении частоты вращения n.

Коэффициент наполнения: .

2. Расчет параметров процесса сжатия.

Давление в конце сжатия: ,

где n₁ – средний показатель политропы сжатия, определяемый по соотношению:

.

Температура в конце сжатия: .

Таким образом, Т_с и Р_с растут с повышением Т_а и Р_а, а также с увеличением степени сжатия ε и показателя политропы n₁.

3. Расчет параметров процесса горения.

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива:

или .

Элементарный состав дизельного топлива (С, Н и О) по массе:

С = 0,870, Н = 0,126, О = 0,004.

Средняя молекулярная масса: .

Низшая теплота сгорания топлива: .

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси: ,

где - М₁ – количество киломолей свежего заряда, равное: ;

- М₂ – количество киломолей продуктов сгорания: ;

- М_r = γ_r·М₁ – количество киломолей остаточных газов.

Температура Т_z в конце процесса сгорания может быть найдена из уравнения баланса тепла при горении топлива:

где ξ – коэффициент использования теплоты, принимаемый для дизеля с неразделенной камерой сгорания, равным 0,70……0,82;

– средняя мольная теплоемкость рабочей смеси при V = const в интервале температур от 0 до t_c: ;

– средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при Р=const в интервале температур от 0 до Т_z: .

Подставив выражение в уравнение баланса тепла, получим квадратное уравнение относительно Т_z: решение которого позволяет рассчитать температуру T_z:

где .

Давление в конце процесса горения: .