Тепловой и динамический расчет двигателя (стр. 2 из 6)

1.6 Расчет параметров процесса сгорания

Целью расчета процесса сгорания является определение температуры

и давления ( ) в конце видимого сгорания.

Температуру

определим путем решения уравнения сгорания:

, (20)

где

- коэффициент использования теплоты;

- теплота сгорания рабочей смеси, ;

- средняя мольная теплоемкость свежего заряда при постоянном объеме, ;

- средняя мольная теплоемкость продукта сгорания при постоянном объеме, ;

- действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси.

По опытным данным значения коэффициента

для бензинового двигателя с электронным впрыском:

.

Теплота сгорания рабочей смеси при

:

(21)

Средние мольные теплоемкости:

свежего заряда:

(22)

продуктов сгорания:

(23)

Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

. (24)

Подставим найденные значения в уравнение сгорания и определим

:

Величина теоретического давления

:

. (25)

Величина теоретического давления

:

. (26)

Степень повышения давления

:

. (27)

1.7 Расчет параметров процесса расширения и выпуска

При расчете процесса расширения и выпуска необходимо определить давление

и температуру рабочего тела в конце расширения, показатель политропы расширения , а также проверить точность выбора величин параметров остаточных газов.

По опытным данным средние значения величины п2 при номинальной нагрузке для бензиновых двигателей:

.

Давление

и температура конца процесса расширения:

; (28)

. (29)

Правильность предварительного выбора температуры остаточных газов

проверим с помощью выражения:

. (30)

Так как расхождение между принятой

и вычисленной по формуле не превышает 10% (6%), то расчет выполнен верно.

1.8 Определение индикаторных показателей двигателя

Индикаторные показатели характеризуют рабочий цикл двигателя. К ним относятся: среднее индикаторное давление

, индикаторная мощность , индикаторный КПД , индикаторный удельный расход топлива .

Теоретическое среднее индикаторное давление:

(31)

Действительное среднее индикаторное давление:

, (32)

где

- коэффициент полноты диаграммы, который принимается равным для бензиновых двигателей с электронным впрыском:

.

Тогда

:

. (33)

Индикаторный КПД двигателей, работающих на жидком топливе:

. (34)

Индикаторный удельный расход жидкого топлива:

. (35)

1.9 Определение эффективных показателей двигателя

Эффективные показатели характеризуют работу двигателя в целом, т.к. кроме тепловых потерь рабочего цикла учитывают потери на преодоление различных механических сопротивлений и на совершение процессов впуска и выпуска.

К эффективным показателям относятся: эффективная мощность

, среднее эффективное давление ,эффективный КПД двигателя , эффективный удельный расход топлива .

Потери на преодоление различных сопротивлений оценивают величиной мощности механических потерь

или среднего давления механических потерь .

Среднего давление механических потерь

:

, (36)

где а, Ь - коэффициенты, значения которых устанавливаются экспериментально.

Принимаем для бензинового двигателя с впрыском:

;

.

Средняя скорость поршня:

, (37)

где S - ход поршня, мм;

п - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя,

.

Тогда

:

.

Величина S принимаем равной величине хода поршня двигателя, выбранного в качестве прототипа.

Среднее эффективное давление:

. (38)

Механический КПД:

. (39)

Эффективный КПД двигателя:

. (40)

Эффективный удельный расход жидкого топлива:

. (41)

1.10 Определение основных размеров цилиндра и параметров двигателя

При заданных значениях эффективной мощности (

) и коэффициента короткоходности (S/D) определим основные конструктивные параметры двигателя (диаметр цилиндра и ход поршня).

Литраж двигателя:

. (42)

где Т - тактность двигателя.

Рабочий объем одного цилиндра:

. (43)