Определение параметров рабочего тела

 

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма жидкого топлива:

 

	(1.2)

 

Количество свежего заряда:

 

(1.3)

 

где  – коэффициент избытка воздуха;

 = 115 кг/кмоль – средняя молярная масса бензина.

 

 

При не полном сгорании топлива ( ) в состав продуктов сгорания входят: оксид углерода , углекислый газ , водяной пар , водород  и азот .

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания жидкого топлива при :

1. Оксида углерода:

 

	(1.4)

 

2. Углекислого газа:

 

	(1.5)

 

3. Водяного пара:

 

	(1.6)

 

4. Водорода:

 

	(1.7)

 

5. Азота:

 

	(1.8)

 

Общее количество продуктов сгорания жидкого топлива:

 

	(1.9)

Определение параметров окружающей среды и остаточных газов

При работе двигателя без наддува давление  и температура  окружающей среды:

 

 

Давление остаточных газов:

 

	(1.10)

 

Температура остаточных газов:

 

Расчет параметров процесса впуска

Давление газов в цилиндре  определяется по формуле:

 

(1.11)

 

где,  – потери давления за счет сопротивления впускной системы и затухания скорости движения заряда в цилиндре.

Величина  с учетом некоторых допущений определяется из уравнения Бернулли, МПа:

(1.12)

 

где,  – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;

 – коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению;

   – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы (как правило, в клапане или продувочных окнах), м/с;

 – плотность заряда на впуске (при отсутствии наддува ), кг/м³.

По опытным данным в современных автомобильных двигателях с электронным управлением на номинальном режиме:

 

 

Плотность заряда на впуске:

 

(1.13)

 

где,  = 287 Дж/(кг град) – удельная газовая постоянная воздуха.

 

 

Коэффициент остаточных газов  характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания; с его ростом уменьшается количество свежего заряда, поступающего в цилиндр двигателя в процессе впуска:

(1.14)

 

где,  – температура подогрева свежего заряда при его контакте со стенками впускного трубопровода и цилиндра;

 – степень сжатия.

Температура подогрева свежего заряда принимается в зависимости от типа двигателя:

 

(1.14)

 

Температура заряда в конце процесса впуска:

 

	(1.15)

 

Коэффициент наполнения  без учета продувки и дозарядки четырехтактного двигателя:

 

	(1.16)

 

Расчет параметров процесса сжатия

 

По опытным данным при жидкостном охлаждении величина показателя политропы сжатия для бензиновых двигателей:

Давление  и температура  конца процесса сжатия определяются из уравнения политропы с постоянным показателем :

 

	(1.17)
	(1.18)

 

Расчет параметров процесса сгорания

 

Целью расчета процесса сгорания является определение температуры  и давления  в конце видимого сгорания.

Температура , определяется путем решения уравнения сгорания, которое имеет вид:

 

(1.19)

 

где  – коэффициент использования теплоты;

 – теплота сгорания рабочей смеси, кДж/кмоль раб.см;

 – средняя мольная теплоемкость свежего заряда при постоянном объеме, кДж/кмоль град;

– средняя мольная теплоемкость продукта сгорания при постоянном объеме, кДж/кмоль град;

 – действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси.

По опытным данным значения коэффициента  для двигателей c электронным впрыском при их работе на номинальном режиме:

Теплота сгорания рабочей смеси, кДж/кмоль раб.см.:

 

(1.20)

 

где  – количество теплоты потерянное вследствие химической неполноты сгорания, кДж/кг:

 

	(1.21)

 

Тогда имеем:

 

 

Средние мольные теплоемкости:

свежего заряда

 

	(1.22)

 

продуктов сгорания, :

 

(1.23)

 

Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

	(1.24)

 

Уравнение сгорания (1.19) после подстановки аналитических выражений всех рассчитываемых параметров и последующих преобразований можно представить в виде уравнения второго порядка относительно :

 

(1.25)

 

где A, B и C – коэффициенты уравнения второго порядка относительно :

	(1.26)
	(1.27)
	(1.28)

 

Решение уравнения второго порядка относительно  имеет вид:

 

	(1.29)

 

Теоретическое давление:

	(1.30)

 

Действительное давление:

 

	(1.31)

 

Степень повышения давления:

 

	(1.32)

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: