Параметры окружающей среды и остаточных газов

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "СИЛОВЫЕ АГРЕГАТЫ"

 

Выполнил студент		курса	ДО	автомобильного факультета
	Гозоев К.Б.
Руководитель: к. т. н., доцент	Плиев С. Х.

 

ВЛАДИКАВКАЗ - 2016 г.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Кафедра "Колесные машины"

З А Д А Н И Е

на курсовую работу по дисциплине "Силовые агрегаты"

Студент	Гозоев К.Б.	Вариант №
1. Тема работы: "Тепловой расчет автомобильного двигателя	ЗМЗ-24Д	"
2. Исходные данные:
- номинальная мощность двигателя … Ne =	70,2	кВт +		% =	80,028	кВт
- номинальная частота вращения коленчатого вала ……………………. n N =		мин ^-1+		% =		мин ^-1
- наличие и степень наддува ……………………………………….…...….......	-
- количество и расположение цилиндров …………….…………….…...... i =	4 – Р
- степень сжатия ………………….…………………….…………….…..... ε =	8,2
- тактность двигателя …………….…………………….……………....….. τ =
- коэффициент избытка воздуха на номинальном режиме ……….…… α N =	0,96
- отношение хода поршня к диаметру цилиндра …...…………......… S / D =
- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.....................… λ = R / L =	0,291
3. Содержание пояснительной записки проекта: Введение; 1. Параметры топлива; 2. Параметры рабочего тела; 3. Параметры окружающей среды и остаточных газов; 4. Параметры процесса впуска; 5. Параметры процесса сжатия; 6. Параметры процесса сгорания; 7. Параметры процесса расширения; 8. Индикаторные показатели двигателя; 9. Эффективные показатели двигателя; 10. Основные параметры цилиндра и двигателя; 11. Расчет и построение индикаторной диаграммы двигателя; 12. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя; 13. Расчет и построение теплового баланса двигателя; Заключение; Список использованных источников. 4. Содержание графической части проекта: 1. Индикаторная диаграмма двигателя; 2. Круговая диаграмма фаз газораспределения двигателя; 3. Внешняя скоростная характеристика двигателя; 4. Тепловой баланс двигателя.
5. Задание выдано……………………………………………...	10.02.2016 г.
6. Срок сдачи работы на кафедру…………………..…………	04.06.2016 г.
Руководитель: к. т. н., доцент		Плиев С. Х.

СОДЕРЖАНИЕ

 

	ВВЕДЕНИЕ..............................………………………………………
1.	Параметры топлива............................………...…..…………………
2.	Параметры рабочего тела......................……..………………………
3.	Параметры окружающей среды и остаточных газов.…………....…
4.	Параметры процесса впуска......................………………………….
5.	Параметры процесса сжатия.................……………………….…….
6.	Параметры процесса сгорания..............………………………….....
7.	Параметры процесса расширения...............……………..……….…
8.	Индикаторные показатели двигателя.............………………………
9.	Эффективные показатели двигателя.............…………………….....
10.	Основные параметры цилиндра и двигателя......…………………..
11.	Расчет и построение индикаторной диаграммы двигателя..…...…
12.	Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя ………………………...…………………...………....……
13.	Расчет и построение теплового баланса двигателя …...….………..
	ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................………………………………...
	СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...........................
	Приложение 1................................……………………………….......
	Приложение 2................................……………………………….......
	Приложение 3................................……………………………….......
	Приложение 4................................……………………………….......

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Из всех существующих типов двигателей внутреннего сгорания, поршне­вые двигатели являются основой транспортной и стационарной энергетики. 11оршневые ДВС практически стали единственными типами двигателей, исполь­зуемых на транспорте и дорожных машинах, в сельском хозяйстве, а масштабы их производства к началу третьего тысячелетия достигли 1 млрд. штук.

За период более столетия непрерывного совершенствования поршневые двигатели достигли высоких характеристик. Однако теория и практика показы­вает, что резервы их дальнейшего развития далеко не исчерпаны. Это подтверж­дают последние достижения и перспективные направления в совершенствова­нии рабочих циклов ДВС.

Многие достижения в совершенствовании ДВС связаны с использованием компьютерной техники для управления их системами. Это, в свою очередь, обусловило прогресс в организации рабочих процессов и конструкции систем двигателей, рассчитанных на управление при помощи компьютера: топливопо- дача и искровое зажигание смеси, фазы газораспределения, управляемые систе­мы впуска и наддува, управляемая интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре, нейтрализация отработавших газов и т. п. Продолжаются активные поиски работоспособных конструкций, позволяющих осуществлять управляе­мое изменение рабочего объема цилиндров, степени сжатия, утилизации тепло­ты. Таким образом, непрерывно ужесточающиеся требования к экологическим показателям ДВС (нормативы EURO обновляются через каждые 4-5 лет), воз­растающие требования к топливной экономичности и надежности вызывают необходимость постоянного совершенствования ДВС и сокращения сроков создания новых конструкций, нередко кардинально отличающихся от существу­ющих. В этой связи чрезвычайно важным является непрерывное совершенство­вание процесса проектирования и, в частности, расчетных методов исследова­ния двигателей.

Одним из основных путей решения этих проблем является системный под­ход к расчету ДВС, основанный на математическом описании и исследовании ДВС «в целом», как в установившихся, так и в переходных режимах с комплекс­ным учетом взаимодействия различных процессов и систем ДВС между собой.

Параметры топлива

 

Для двигателя ЗМЗ-24Д принимаем в качестве топлива бензин марки АИ-93, для которого принимаем следующий средний элементарный состав топлива, т. е. массовые доли углерода С, водорода Н и кислорода О в 1 кг топлива, а также его молекулярную массу m_Т:

С = 0,855; Н = 0,145; О = 0; m_Т = 11,5 кг / кмоль.

Низшую теплоту сгорания топлива определяем по формуле Д. И. Менделеева

H_u = [33,91 C + 125,6 H – 10,89(O – S) – 2,51(9 H + W)] ∙ 10³, кДж/кг, (1)

где S и W – массовые доли серы и водяных паров в 1 кг топлива. При расчетах принимаем S = 0 и W = 0.

H_u = [33,91×0,855 + 125,6×0,145 – 10,89(0 – 0) – 2,51(9×0,855 + 0)]∙10³ =

= 43929,5 кДж/кг.

 

 

Параметры рабочего тела

 

Теоретически необходимое количество воздуха (массовое и объемное) для сгорания 1 кг топлива определяем из выражений:

; (2)

, (3)

где 0,23 – массовая доля кислорода в воздухе;

0,208 – объемная доля кислорода в воздухе.

,

.

Правильность расчета l ₀ и L ₀ проверяем по формуле:

, (4)

где m_в – молекулярная масса воздуха, m_в = 28,96 кг / кмоль.

.

Определяем суммарное количество свежего заряда, находящегося в цилиндре в конце процесса сжатия по формуле

, (5)

где a – коэффициент избытка воздуха (указан в задании).

.

Двигатели с искровым зажиганием большую часть времени работают на обогащенных смесях, т. е. при a < 1, вследствие чего топливо сгорает неполностью и основными компонентами продуктов сгорания являются окись углерода СО, двуокись углеро­да (углекислый газ) СО ₂, водород Н ₂, водяные пары Н ₂ О и азот N ₂. Количество каждого из этих компонентов определяется по выражениям:

; (6)

; (7)

; (8)

; (9)

, (10)

где к – отношение числа мо­лей водорода к числу молей окиси углерода, принимаем к = 0,5.

;

;

;

;

.

Зная количество отдельных компонентов, определяем общее количество продуктов сгорания, образующихся при сгорании 1 кг топлива

. (11)

.

 

 

Параметры процесса впуска

 

В процессе впуска свежего заряда в цилиндр его температура несколько увеличивается благодаря подогреву от нагретых деталей двигателя. Принимаем величину подогрева свежего заряда равной Δ T = 10°.

Плотность заряда на впуске зависит от параметров окружающей среды и определяется по выражению

, (14)

где – удельная газовая постоянная воздуха.

.

Потери давления за счет сопротивления впускной системы и за­тухания скорости движения заряда в цилиндре определяются из урав­нения Бернулли:

, (15)

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

x _вп – коэффициент сопротивления впускной системы в наиболее узком ее сечении;

w _вп – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы.

Принимаем суммарный коэффициент (b² + x _вп) = 2,90 и среднюю скорость заряда w _вп = 90 м/с. Тогда

.

Давление в конце впуска определяем по формуле

р_а = р ₀ – Δ р_а, МПа, (16)

р_а = 0,1 – 0,0122 = 0,0878 МПа.

Зная параметры заряда на впуске и параметры остаточных га­зов, определяем коэффициент остаточных газов по формуле

, (17)

где e – степень сжатия (указана в задании).

.

Определяем температуру заряда в конце впуска

, (18)

Определяем коэффициент наполнения цилиндра свежим зарядом

, (19)

.

 

 

Параметры процесса сжатия

 

Значение показателя политропы сжатия определяем по эмпири­ческой формуле В. А. Петрова

, (20)

где п_N – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин ^-1 (указана в задании).

.

Определяем давление и температуру в конце сжатия по формулам:

, (21)

;

, (22)

.

Среднюю мольную теплоемкость свежей смеси при V = const в конце сжатия определяем по формуле:

, (23)

где t_c – температура заряда в конце сжатия в ° С,

t_c = Т_c – 273° = 715° К – 273° = 519 ° С,

.

Средние мольныея теплоемкости отдельных компонентов продуктов сгорания определяем по формулам (кДж / кмоль·град):

, (24)

;

, (25)

;

, (26)

;

, (27)

;

, (28)

.

Зная величины средних мольных теплоемкостей отдельных компонентов найдем среднюю мольную теплоемкость остаточных газов в целом по формуле

(29)

Зная теплоемкости свежей смеси и остаточных газов определяем среднюю мольную теплоемкость рабо­чей смеси по уравнению

, (30)

.

Уточняем значение давления р_с с учетом начала сгорания по формуле

, (31)

.

 

 

Параметры процесса сгорания

 

В процессе сгорания рабочее тело претерпевает молекулярные изменения, которые оцениваются коэффициентом молекулярного изме­нения:

- теоретическим – ; (32)

- действительным – , (33)

где – количество остаточных газов в рабочей смеси

,

, .

Определяем количество теплоты, теряемой вследствие химической неполноты сгор­ания топлива по формуле

, (34)

.

Определяем теплоту сгорания рабочей смеси по формуле:

, (35)

.

Температуру в конце сгорания в ° С определяем из уравнения сгорания:

, (36)

где ξ_z – коэффициент использования теплоты, выделяющейся при сгора­нии топлива, принимаем ξ_z = 0,90;

– средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при V = const;

t_z – искомая температура в конце сгорания в ° С.

В этом уравнении неизвестными величинами являются температу­ра сгорания t_z и средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания . Про­дукты сгорания состоят из различных компонентов, средние мольные теплоемкости которых зависят от температуры сгорания и равны (кДж / кмоль·град):

; (37)

; (38)

; (39)

; (40)

. (41)

Тога общая средняя теплоемкость продуктов сгорания будет равна:

(42)

Подставив значения всех параметров в уравнение сгорания (36) получим квадратное уравнение, решив которое найдем искомую температуру в конце сгорания:

;

;

,

или в ° К

.

Определяем давление в конце сгорания по формуле:

, (43)

.

Определяем степень повышения давления при сгорании по формуле:

, (44)

.

Уточняем значение рассчитанного давления в конце сгорания:

, (45)

.

 

Характеристики двигателя

 

Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя ведем на основании результатов теплового расчета. Расчет кривых характеристики ведем через каждые 1000 мин ^-1 по эмпирическим зависимостям в интервале скоростей от n _min = 1000 мин ^-1 до n _max = (1,05…1,20) · п_N = 7000 мин ^-1;

Определяем эффективную мощность в расчетных точках по формуле

, (84)

.

Определяем эффективный крутящий момент в расчетных точках

, (85)

.

Величину среднего эффективного давления для рассчитываемых точек определяем из выражения

, (86)

.

Определяем скорость поршня в расчетных точках по формуле

, (87)

.

Определяем давление механических потерь в расчетных точках

, (88)

.

Величину среднего индикаторного давления определяем по формуле

, (89)

.

Зная величину среднего индикаторного давления, определяем индикаторный крутящий момент

, (90)

.

Удельный эффективный расход топлива в искомых точках скорост­ной характеристики определяем по формуле

; (91)

.

По рассчитанным значениям и определяем часовой расход топлива по формуле

, (92)

.

Для определения коэффициента наполнения зададимся законом изменения коэффициента избытка воздуха по частоте вращения. Для нашего двигателя принимаем значения a постоянными на всех скоростных режимах, кроме минимального. При n_x = п _min смесь принимают несколько обогащенную a _x = a_min = (0,85…0,9)· a _N = 0,855. На всех остальных режимах – a _x = a _N = 0,95.

По выбранному закону изменения a _x определяем значение коэффициента наполнения в рассчитываемых точках по формуле

, (93)

где r₀ – плотность заряда на впуске, определенная в п. 4,

.

Все результаты расчетов заносим в таблицу 6 и по этим данным строим внешнюю скоростную характеристику рассчитываемого двигателя (см. приложение 3), учитывая при этом, что кривые индикаторного М_i и эффективного М_е крутящих моментов, построенные в масштабе М_М = 1 Н×м / мм, выражают также изменение индикаторного р_i и эффективного р_е давлений, но в масштабе

, (94)

 

Таблица 6 – Параметры внешней скоростной характеристики

пх, мин ^-1	Nеx, кВт	Меx, Н·м	реx, МПа	vпх, м / с	рмx, МПа	рix, МПа	Мix, Н·м	gex, г / кВт·ч	GTx, кг / ч	a x	h Vx
	16,0903	256,2149	0,8295	2,28	0,0836	0,9131	282,02	366,6	4,0	0,855	0,8380
	34,2566	272,7436	0,8830	4,56	0,1183	1,0013	309,26	322,4	7,7	0,950	0,8872
	50,5889	268,5185	0,8693	6,84	0,1529	1,0222	315,71	313,4	11,0	0,950	0,8469
	61,1830	212,1012	0,7885	9,12	0,1876	0,9761	301,47	339,6	14,3	0,950	0,8218
	63,15	218,9201	0,7087	10,47	0,2081	0,9168	283,16	371,8	17,6	0,950	0,8105
	62,1192	197,8318	0,6405	11,4	0,2222	0,8627	266,45	401,4	20,8	0,950	0,7983
		188,0008	0,6086	11,7	0,228	0,8366	258,39	414,8	21,3	0,950	0,7946

 

По построенной скоростной характеристике оценим устойчивость режима работы двигателя, т. е. его способность приспосабливать­ся к изменению внешней нагрузки и преодолевать кратковременные пе­регрузки. Для этого определим запас крутящего момента D М_е, коэф­фициенты приспособляемости двигателя по крутящему моменту k_М и ча­стоте вращения k_п.

Запас крутящего момента определяем как разность максимального крутящего момента М_{е. max} и крутящего момента М_е.N при номинальной мощности

, (95)

.

Коэффициент приспособляемости двигателя по крутящему моменту определяем как отношение

, (96)

.

Коэффициент приспособляемости по частоте вращения определяем как отношение частоты вращения п_М, при которой крутящий момент до­стигает максимальное значение, к номинальной частоте вращения п_N

, (97)

.

 

 

Заключение

 

Проведенные расчеты показали, что для увеличения мощности двигателя и частоты вращения коленчатого вала ход поршня должен быть равным S = 86 мм, диаметр цилиндра D = 80 мм. При этом литраж двигателя будет равен V_л = 1,7291 л, эффективная мощность N_e = 67,486 кВт, литровая мощность N_л = 39,029 кВт / л, эффективный крутящий момент М_е = 104,62 Н × м и часовой расход топлива G_Т = 21,250 кг / ч.

Приложение 1

 

Индикаторная диаграмма двигателя ВАЗ-2103

 

Приложение 2

 

Круговая диаграмма фаз газораспределения двигателя ВАЗ-2103

 

 

Приложение 3

 

Внешняя скоростная характеристика двигателя ВАЗ-2103

 

Приложение 4

 

Тепловой баланс двигателя ВАЗ-2103

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "СИЛОВЫЕ АГРЕГАТЫ"

 

Выполнил студент		курса	ДО	автомобильного факультета
	Гозоев К.Б.
Руководитель: к. т. н., доцент	Плиев С. Х.

 

ВЛАДИКАВКАЗ - 2016 г.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Кафедра "Колесные машины"

З А Д А Н И Е

на курсовую работу по дисциплине "Силовые агрегаты"

Студент	Гозоев К.Б.	Вариант №
1. Тема работы: "Тепловой расчет автомобильного двигателя	ЗМЗ-24Д	"
2. Исходные данные:
- номинальная мощность двигателя … Ne =	70,2	кВт +		% =	80,028	кВт
- номинальная частота вращения коленчатого вала ……………………. n N =		мин ^-1+		% =		мин ^-1
- наличие и степень наддува ……………………………………….…...….......	-
- количество и расположение цилиндров …………….…………….…...... i =	4 – Р
- степень сжатия ………………….…………………….…………….…..... ε =	8,2
- тактность двигателя …………….…………………….……………....….. τ =
- коэффициент избытка воздуха на номинальном режиме ……….…… α N =	0,96
- отношение хода поршня к диаметру цилиндра …...…………......… S / D =
- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.....................… λ = R / L =	0,291
3. Содержание пояснительной записки проекта: Введение; 1. Параметры топлива; 2. Параметры рабочего тела; 3. Параметры окружающей среды и остаточных газов; 4. Параметры процесса впуска; 5. Параметры процесса сжатия; 6. Параметры процесса сгорания; 7. Параметры процесса расширения; 8. Индикаторные показатели двигателя; 9. Эффективные показатели двигателя; 10. Основные параметры цилиндра и двигателя; 11. Расчет и построение индикаторной диаграммы двигателя; 12. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя; 13. Расчет и построение теплового баланса двигателя; Заключение; Список использованных источников. 4. Содержание графической части проекта: 1. Индикаторная диаграмма двигателя; 2. Круговая диаграмма фаз газораспределения двигателя; 3. Внешняя скоростная характеристика двигателя; 4. Тепловой баланс двигателя.
5. Задание выдано……………………………………………...	10.02.2016 г.
6. Срок сдачи работы на кафедру…………………..…………	04.06.2016 г.
Руководитель: к. т. н., доцент		Плиев С. Х.

СОДЕРЖАНИЕ

 

	ВВЕДЕНИЕ..............................………………………………………
1.	Параметры топлива............................………...…..…………………
2.	Параметры рабочего тела......................……..………………………
3.	Параметры окружающей среды и остаточных газов.…………....…
4.	Параметры процесса впуска......................………………………….
5.	Параметры процесса сжатия.................……………………….…….
6.	Параметры процесса сгорания..............………………………….....
7.	Параметры процесса расширения...............……………..……….…
8.	Индикаторные показатели двигателя.............………………………
9.	Эффективные показатели двигателя.............…………………….....
10.	Основные параметры цилиндра и двигателя......…………………..
11.	Расчет и построение индикаторной диаграммы двигателя..…...…
12.	Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя ………………………...…………………...………....……
13.	Расчет и построение теплового баланса двигателя …...….………..
	ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................………………………………...
	СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...........................
	Приложение 1................................……………………………….......
	Приложение 2................................……………………………….......
	Приложение 3................................……………………………….......
	Приложение 4................................……………………………….......

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Из всех существующих типов двигателей внутреннего сгорания, поршне­вые двигатели являются основой транспортной и стационарной энергетики. 11оршневые ДВС практически стали единственными типами двигателей, исполь­зуемых на транспорте и дорожных машинах, в сельском хозяйстве, а масштабы их производства к началу третьего тысячелетия достигли 1 млрд. штук.

За период более столетия непрерывного совершенствования поршневые двигатели достигли высоких характеристик. Однако теория и практика показы­вает, что резервы их дальнейшего развития далеко не исчерпаны. Это подтверж­дают последние достижения и перспективные направления в совершенствова­нии рабочих циклов ДВС.

Многие достижения в совершенствовании ДВС связаны с использованием компьютерной техники для управления их системами. Это, в свою очередь, обусловило прогресс в организации рабочих процессов и конструкции систем двигателей, рассчитанных на управление при помощи компьютера: топливопо- дача и искровое зажигание смеси, фазы газораспределения, управляемые систе­мы впуска и наддува, управляемая интенсивность вихревого движения заряда в цилиндре, нейтрализация отработавших газов и т. п. Продолжаются активные поиски работоспособных конструкций, позволяющих осуществлять управляе­мое изменение рабочего объема цилиндров, степени сжатия, утилизации тепло­ты. Таким образом, непрерывно ужесточающиеся требования к экологическим показателям ДВС (нормативы EURO обновляются через каждые 4-5 лет), воз­растающие требования к топливной экономичности и надежности вызывают необходимость постоянного совершенствования ДВС и сокращения сроков создания новых конструкций, нередко кардинально отличающихся от существу­ющих. В этой связи чрезвычайно важным является непрерывное совершенство­вание процесса проектирования и, в частности, расчетных методов исследова­ния двигателей.

Одним из основных путей решения этих проблем является системный под­ход к расчету ДВС, основанный на математическом описании и исследовании ДВС «в целом», как в установившихся, так и в переходных режимах с комплекс­ным учетом взаимодействия различных процессов и систем ДВС между собой.

Параметры топлива

 

Для двигателя ЗМЗ-24Д принимаем в качестве топлива бензин марки АИ-93, для которого принимаем следующий средний элементарный состав топлива, т. е. массовые доли углерода С, водорода Н и кислорода О в 1 кг топлива, а также его молекулярную массу m_Т:

С = 0,855; Н = 0,145; О = 0; m_Т = 11,5 кг / кмоль.

Низшую теплоту сгорания топлива определяем по формуле Д. И. Менделеева

H_u = [33,91 C + 125,6 H – 10,89(O – S) – 2,51(9 H + W)] ∙ 10³, кДж/кг, (1)

где S и W – массовые доли серы и водяных паров в 1 кг топлива. При расчетах принимаем S = 0 и W = 0.

H_u = [33,91×0,855 + 125,6×0,145 – 10,89(0 – 0) – 2,51(9×0,855 + 0)]∙10³ =

= 43929,5 кДж/кг.

 

 

Параметры рабочего тела

 

Теоретически необходимое количество воздуха (массовое и объемное) для сгорания 1 кг топлива определяем из выражений:

; (2)

, (3)

где 0,23 – массовая доля кислорода в воздухе;

0,208 – объемная доля кислорода в воздухе.

,

.

Правильность расчета l ₀ и L ₀ проверяем по формуле:

, (4)

где m_в – молекулярная масса воздуха, m_в = 28,96 кг / кмоль.

.

Определяем суммарное количество свежего заряда, находящегося в цилиндре в конце процесса сжатия по формуле

, (5)

где a – коэффициент избытка воздуха (указан в задании).

.

Двигатели с искровым зажиганием большую часть времени работают на обогащенных смесях, т. е. при a < 1, вследствие чего топливо сгорает неполностью и основными компонентами продуктов сгорания являются окись углерода СО, двуокись углеро­да (углекислый газ) СО ₂, водород Н ₂, водяные пары Н ₂ О и азот N ₂. Количество каждого из этих компонентов определяется по выражениям:

; (6)

; (7)

; (8)

; (9)

, (10)

где к – отношение числа мо­лей водорода к числу молей окиси углерода, принимаем к = 0,5.

;

;

;

;

.

Зная количество отдельных компонентов, определяем общее количество продуктов сгорания, образующихся при сгорании 1 кг топлива

. (11)

.

 

 

Параметры окружающей среды и остаточных газов

 

Так как рассчитываемый двигатель без наддува, то в цилин