Параметры окружающей среды и остаточные газы.

Давление и температура окружающей среды при работе двигателей без наддува

Рк = Ро = 0,1 МПа и Тк = То = 293 К

 

Температура остаточных газов.

(рис. 5.1 литература 1 принимаем).

При номинальных режимах карбюраторного двигателя Тr = 1070 К

 

Давление остаточных газов.

Для карбюраторного двигателя на номинальном скоростном режиме:

PrN = 1,18 Po = 1,18*0,1 = 0,118 МПа.

 

Процесс впуска.

Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения карбюраторных двигателей на номинальных скоростных режимах принимается Δ Т_N = 8ºС.

(1)

 

Плотность заряда на выпуске.

Ρ_r = Р_о *10⁶ / (R_BT_O) = 0,1*10⁶ / (287*293) = 1,189 кг / м³,

где R_B – 287 Дж / (кг.град.) – удельная газовая постоянная для воздуха.

(1)

 

Потери давления на впуске.

При учете качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем для карбюраторного двигателя можно принять β² + ξ_ВП = 2,8 и ω_ВП = 95 м/с.

β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра.

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

ω_ВП – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы.

(1)

Тогда ΔР_а на всех скоростных режимах двигателя рассчитывается по формуле:

ΔР_а = (β² + ξ_вп) А²_nn²ρ_о10^-6/2, где А_n

А_n = ω_вп / n_N = 95 / 6200 = 0,0153

ΔР_а = 2,8 * 0,0153² * 6200² * 1,189 * 10^-6 / 2 = 0,0149.

 

Давление в конце пуска.

В карбюраторном двигателе при n_N = 6200 мин^-1.

Р_а = Р_о – ΔР_а = 0,1 – 0,0149 = 0,0851 Мпа.

 

Коэффициент остаточных газов.

При n_N = 6200 мин^-1.

φ_оч = 1 – коэффициент очистки.

φ_доз = 1,12 – коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме.

 

Температура в конце впуска.

Т_а = (Т_о + ΔТ + γ_r * T_r) / (1 + γ_r) ₌ (293+8+0,0385*1070) / (1+0,0385) = 329

 

 

 

Коэффициент наполнения.

 

Результаты вычислений занесем в таблицу.

параметры	Процесс впуска и газообмена
n, мин^-1
α	0,86	0,96	0,96	0,96
Тr, K
Pr, Mpa	0,1039	0,1076	0,118	0,1195
ΔT, ºC	22,29			7,14
ΔPa, Mpa	0,0004	0,0043	0,0149	0,0166
Pa, Mpa	0,0996	0,0957	0,085	0,0834
φ, доз	0,95	1,025	1,12	1,13
γ	0,0418	0,0365	0,0385	0,0390
Та, К
ηv	0,8699	0,9207	0,9025	0,8939

Процесс сжатия.

При ε = 10,3 и Т_а = 329 К, n_N = 6200 мин^-1 определяем по монограмме средний показатель адиабаты сжатия к₁ = 1,376 и средний показатель политропы сжатия n₁ = 1,37.

(1)

Давление в конце сжатия.

При n_N = 6200 мин^-1

Р_с = Р_аεⁿ = 0,085*10,3^1,376 = 2,1036 Мпа.

 

Температура в конце сжатия.

Т_с = Т_аε^n-1 = 329*10,3^1,376-1 = 792 К.

 

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия.

а) свежей смеси (воздуха)

20,6 + 2,638 * 10^-3 * t_c, где t_c = Т_с - 273 ºС

20,6 + 2,638 * 10^-3 * 519 = 21,969 кДж / (кмоль град).

б) остаточных газов

определяется методом интерполяции по табл. 3.8 при n_N = 6200 мин^-1 , α = 0,96 и t_c = 519 ºС.

(m ) = 24,014+(24,150 – 24,014)*0,01/0,05 = 24,0412 кДж/(кмоль град).

(m ) = 24,44+(24,586 – 24,44)* 0,01/0,05 = 24,469 кДж/(кмоль град).

(m ) = 24,041+(24,469 – 24,041)* 19/100 = 24,122 кДж/(кмоль град).

в) рабочей смеси

кДж/(кмоль град).

(m ) = кДж/(кмоль град).

 

Результаты вычислений заносим в таблицу.

параметры	Процесс сжатия
n, мин^-1
к1	1,3751	1,3757	1,3765	1,3766
n 1	1,370	1,373	1,376	1,376
Рс, МПа	2,4309	2,3532	2,1036	2,0655
Тс, ºК
tc, ºС
(m. cv)to	21,998	21,980	21,969	21,968
(m )to	24,169	24,141	24,122	24,121
(m )to	22,085	22,056	22,049	22,049

Процесс сгорания.

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

 

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

 

Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания:

ΔН_u = 119950*(1-α)*L₀ кДж/кг. = 119950*(1-0,96)*0,516 = 2476 кДж/кг.

 

Теплота сгорания рабочей смеси:

Н_раб.см. = кДж/кмоль раб.см.

 

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

(m ) =

кДж/кмоль град.

Определяется по эмпирическим формулам таб. 3.7 литература 1.

(m ) = *[0,0655*(39,123+0,003349t_z)+0,0057*(22,49+0,00143t_z)+0,0696*(26,6++0,004438t_z)+0,0029*(19,678+0,001758t_z)+0,3923*(21,951+0,001457t_z)=24,657+ 0,002077t_z] кДж/кмоль град.

 

Коэффициент использования теплоты ξ_z принимаем = 0,88:

Температура в конце видимого процесса сгорания: при n = 6200 мин

ξ_z Н_раб.см + (m ) t_c = μ(m ) t_z:

0,88*79193+22,049*519 = 1,061*(24,657+0,002077) t_z,

0,002204 +26,165 t_z – 81132 = 0, откуда

t_z =

= 2552 ºС;

T_z = t_z + 273 = 2825 К;

 

Максимальное давление сгорания теоретическое:

p_z = p_c*μ* T_z/ Т_с = 2,1036*1,061*2825/792 = 7,963 МПа.

 

Максимальное давление сгорания действительное:

P_zд = 0,85* p_z = 0,85*7,963 = 6,7689 МПа.

 

Степень повышения давления:

λ = p_z/ p_c = 7,963/2,1036 = 3,786.

 

параметры	Процесс сгорания
n, мин^-1
μ0	1,0945	1,0635	1,0635	1,0635
μ	1,0907	1,0613	1,061	1,0611
ΔН, кДж/кг
Нраб.см.кДж/кмоль
(m )	24,2982+ 0,002034tz	24,6566+ 0,002077tz	24,6566+ 0,002077tz	24,6566+ 0,002077tz
ξz	0,83	0,92	0,88	0,86
tz, ºС
Tz, ºК
Pz, МПа	8,5967	9,1438	7,963	7,7011
Pzд , МПа	7,3072	7,7722	6,7689	6,5459
λ	3,5364	3,8857	3,786	3,7285