1.5. Расчет участка подвода тепла

В результате расчета этого участка должны быть определены значения Т_z и Р_z после подвода тепла.

1.5.1.Определение параметров процесса сгорания в дизельных двигателях.

1.5.1.1. Температура газов в конце процесса сгорания t_z определяется из уравнения сгорания:

1.5.1.2. Коэффициент действительного молекулярного изменения рабочей смеси определяется из уравнения: .

Для дизеля = 1,01…1,05, т. е. число молей продуктов сгорания и остаточных газов до 5% больше числа молей свежего заряда и остаточных газов.

1.5.1.3. - средняя мольная теплоемкость свежего заряда, кДж/(кмоль град):=

1.5.1.4. - средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания дизельного топлива при постоянном давлении:

1.5.1.5. Средняя мольная теплоемкость при постоянном объеме для продуктов сгорания жидкого (дизельного) топлива при температуре до 3000°С и

a =1,0..2,0:

,

- степень повышения давления, она зависит от типа камеры сгорания.

Для дизелей с разделенными камерами сгорания (вихрекамерных и предкамерных) и дизелей с неразделенными камерами и пленочным смесеобразованием l_г=1,2...1,8, для дизелей с разделенной камерой сгорания и объемным смесеобразованием l_г=1,6…2,5.

Величину степени повышения давления выбирают из условий экономичности и жесткости работы двигателя. При больших значениях l_г двигатель будет работать более экономично, однако чрезмерное повышение l_г увеличивает жесткость работы и, следовательно, износ деталей двигателя. В зависимости от коэффициента избытка воздуха степень повышения давления выбирают так, что чем ниже коэффициент избытка воздуха α, тем выше l_г.

В уравнении сгорания для дизелей x - коэффициент использования тепла принимается x=0,70¸0,90.

После определения t_z рассчитываем: К.

Температура в конце процесса сгорания для автотракторных дизельных двигателей находится в пределах T_z=(1800...2500) К.

1.5.2.Определение параметров процесса сгорания в бензиновых и газовых двигателях.

1.5.2.1. Уравнение сгорания для бензиновых двигателей имеет вид:

1.5.2.2. - средняя мольная теплоемкость свежего заряда при постоянном объеме:= (20,16+1,74·10^-3 t_с), кДж/(кмоль град),

1.5.2.3. - средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания приα=0,8…1,0; определяется из выражения:

кДж/(кмоль град).

Коэффициент использования тепла x принимается: для бензиновых двигателей x = 0,85…0,95; для газовых двигателей =0,85…0,95.

Для газовых и бензиновых двигателей =1,02…1,12, определяется по п.1.5.1.2.

1.5.2.4. ∆H_н - потери тепла в связи с неполнотой сгорания из-за недостатка кислорода определяются по уравнению:

∆H_н =120·10³ (1-a) L₀, кДж/кг.

Все величины, входящие в уравнение сгорания, за исключением иt_z, известны. Если обозначить левую (известную) часть уравнения через S' и подставить значение из уравнения сгорания, получим:

ºС, или

A^/=18,4+2,6a; B^/=(15,5+13,8a)10^-4; .

Решив квадратное уравнение, определим температуру в конце процесса сгорания t_z, которая для бензиновых ДВС в зависимости от сорта топлива, состава смеси, степени сжатия и других факторов находится в пределах Т_z = 2500...3000 К, для газовых – 2200…2500 К.

1.5.2.5. Определим давление в цилиндре после подвода тепла:

МПа.

Степень повышения давления l_г рекомендуется принимать в пределах l_г = 2,5…4,0, при этом Р_z £ 8 МПа.

1.6. Расчет третьего такта (расширение - 360º ≤ φ ≤ 540º)

1.6.1. Для бензиновых и газовых двигателей давление и температура в конце расширения: , МПа; , К

1.6.2. Показатель политропы расширения п₂ может быть определен по эмпирической зависимости:

для двигателей с искровым зажиганием

для дизелей п₂=1,22+.

В этих формулах n_ном подставляется в с^-1. Показатель политропы расширения для автотракторных дизелей находится в пределах п₂=1,18…1,30. При этом меньшие значения относятся к дизелям с более высокой степенью сжатия и большей быстроходностью.

Показатель политропы расширения составляет: п₂= 1,23...1,30 для бензиновых ДВС и n₂ = 1,25…1,35 для газовых ДВС.

Для дизельных двигателей определяем:

1.6.3. Степень предварительного расширения:

1.6.4. Степень последующего расширения:

1.6.5. Давление и температуру в конце расширения:

, МПа,

, К.

1.6.6. Для оценки точности теплового расчета проводится проверка ранее принятой температуры отработавших газов , как для дизелей, так и бензиновых двигателей:

Определяем погрешность , %.

Если расхождение в пределах 5, то пересчет не обязателен.

1.7. Расчет четвертого такта (очистка цилиндра-540º≤φ≤720º)

Задано , МПа