2.2 Методика теплового расчёта автомобильного двигателя

Определение параметров конца впуска

Коэффициент остаточных газов:

.

Температура газов в конце впуска:

, К.

Давление газов в конце впуска:

, МПа.

Определение параметров конца сжатия

Давление газов в конце сжатия:

, МПа.

Температура газов в конце сжатия:

, К.

Определение параметров конца сгорания

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива:

- в киломолях:

, ;

- в килограммах:

, .

Количество свежей смеси перед сгоранием для дизелей:

, .

Состав и количество продуктов сгорания при:

,;

, ;

,;

, ;

,.

Химический и действительный коэффициенты молекулярного изменения:

, .

Средняя мольная теплоемкость свежей смеси перед сгоранием:

, .

Коэффициенты для определения средней мольной теплоемкости продуктов сгорания при ??1:

,

.

Средняя мольная теплоемкость остаточных газов перед сгоранием:

, .

Температура газов в цилиндре в конце сгорания T_z (в К) находится из уравнения сгорания, имеющего вид для дизелей:

.

Каждое из этих выражений после подстановки численных значений известных величин превращается в квадратное уравнение вида:

,

где a, b, c - некоторые числовые коэффициенты, получающиеся в результате вычислений.

Для двигателей с искровым зажиганием определяется степень повышения давления:

.

Для дизелей определяется степень предварительного расширения ? и степень последующего расширения:

, .

Давление газов в цилиндре в конце сгорания:

, МПа.

Определение параметров конца расширения

Давление газов в цилиндре в конце расширения для дизелей:

, МПа.

Температура газов в цилиндре в конце расширения для дизелей:

, К.

Определение индикаторных показателей

Среднее индикаторное давление для дизелей:

, МПа.

Индикаторный КПД двигателя:

,

где ?_в = 1,2 - плотность воздуха при условиях окружающей среды.

Удельный индикаторный расход топлива:

, .

Определение эффективных показателей двигателя

Среднее давление механических потерь можно приближенно подсчитать по эмпирическим формулам для автомобильных дизелей:

, МПа.

Здесь V_П - средняя скорость поршня, предварительно принимаемая в соответствии с конструкцией и типом двигателя ( ).

Среднее эффективное давление:

, МПа.

Механический КПД двигателя:

.

Удельный эффективный расход топлива:

, .

Эффективный КПД двигателя:

.

Определение рабочего объема двигателя и размеров его цилиндров

Рабочий объем двигателя, л:

,

где N_е - заданная мощность двигателя, кВт;

? - тактность двигателя (? =4 для 4-тактных двигателей);

Р_е - среднее эффективное давление, МПа;

n_N - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин.

Рабочий объем одного цилиндра двигателя, л:

,

где i - число цилиндров проектируемого двигателя.

Диаметр цилиндра, мм:

.

Величину D округляется до ближайшего целого числа.

Вычисления по описанной выше методике теплового расчета выполнялись на ЭВМ по прикладной программе, разработанной на кафедре «Автомобили и двигатели».

Результаты расчетов сведены в таблицу 1.