2. Тепловой расчет двигателя

Расчет ведем для условий сгорания 1 кг топлива

2.1. Параметры рабочего тела :

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

где С,Н,О - средний элементный состав топлива

Это же количество воздуха в молях:

Где - молекулярная масса воздуха,

Количество свежего заряда (горючей смеси):

где: α-коэффициент избытка воздуха,

Общее количество продуктов сгорания:

Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

2.2. Параметры окружающей среды и остаточных газов :

Атмосферные условия принимаем следующие:

Давление остаточных газов принимаем:

Температуру остаточных газов принимаем:

2.3. Процесс впуска :

Принимаем температуру подогрева свежего заряда на нормальном скоростном режиме ∆Т=10⁰С.

Плотность заряда на впуске:

Где - удельная газовая постоянная для воздуха .

В соответствии со скоростным режимом двигателя и качеством обработки внутренней поверхности впускной системы принимаем

и ω_ВП = 90м/с .

Потери давления на впуске в двигатель:

.

Давление в конце впуска:

Коэффициент остаточных газов:

Температура в конце впуска:

.

Коэффициент наполнения:

2.4.Процесс сжатия:

С учетом характерных значений показатель политропы сжатия для заданных

параметров двигателя равен n₁=1.3444.

Тогда давление в конце сжатия:

Температура в конце сжатия:

Средняя молярная теплоемкость для свежего заряда в конце сжатия (без учета влияния остаточных газов):

.

Число молей остаточных газов:

Число молей газов в конце сжатия до сгорания:

2.5.Процесс сгорания:

Средняя молярная теплоемкость при постоянном объеме для продуктов сгорания жидкого топлива в дизеле:

Число молей газов после сгорания:

Расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

Принимаем коэффициент использования теплоты ε=0,82 .

Температуру в конце сгорания определяем из уравнения сгорания для

дизельного двигателя :

Максимальное давление в конце сгорания:

Степень предварительного расширения:

2.6. Процесс расширения :

Степень последующего расширения:

С учетом характерных значений показателя политропы расширения для заданных параметров двигателя принимаем n2=1,28.

Тогда:

Проверим правильность ранее принятой температуры остаточных газов

(Tr=800 K):

2.7.Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя:

Среднее индикаторное давление цикла для не скругленной индикаторной диаграммы:

Принимаем коэффициент полноты индикаторной диаграммы v=0.95 . Среднее индикаторное давление цикла для скругленной индикаторной диаграммы:

Индикаторный КПД:

Индикаторный удельный расход топлива:

2.8.Эффективные показатели двигателя:

Средняя скорость поршня:

W_ср=8,05 м/с

Среднее давление механических потерь:

a и b – коэффициенты.

Среднее эффективное давление:

Механический КПД:

Эффективный КПД:

Эффективный удельный расход топлива:

2.9.Основные размеры цилиндра и удельные параметра двигателя:

Диаметр цилиндра D=130мм,

ход поршня S=115мм,

рабочий объем цилиндров принимаем по прототипу:

Площадь поршня:

Эффективная мощность двигателя:

,

- число тактов двигателя.

Эффективный крутящий момент двигателя:

.

Часовой расход топлива:

.

Литровая мощность:

.

Удельная поршневая мощность:

.