1. Тепловой расчет двигателя

На основании исходных данных, приведенных в таблице 1, производим следующие расчеты, предварительно заполнив таблицу 2.

1.1. Параметры рабочего тела

1.1.1. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива: кмоль воздуха/кг топлива;

кг воздуха/кг топлива;

1.1.2. Рассчитываем количество свежего заряда (воздуха):

кмоль воздуха/кг топлива;

1.1.3. Рассчитываем количество горючей смеси:

кмоль/кг;

1.2. Параметры отработавших газов

1.2.1. При <1 количество отдельных компонентов продуктов сгорания в расчете на 1 кг топлива равно:

оксида углерода кмоль/кг;

углекислого газа кмоль/кг;

водорода кмоль/кг;

водяного пара кмоль/кг;

азота кмоль/кг;

кислорода

где k- экспериментальный коэффициент, зависящий от отношения углерода С и водорода Н в топливе, определяется по формуле:

.

1.2.2. При ³1 количество отдельных компонентов продуктов сгорания в расчете на 1 кг топлива:

оксида углерода углекислого газакмоль; водородаводяного паракмоль; азота кмоль; кислородакмоль.

1.2.3. Общее количество продуктов сгорания дизельного топлива и бензина:

кмоль/кг.

1.2.4. Количество отдельных компонентов продуктов сгорания в расчете за 1 кмоль газообразного топлива при a³1:

углекислого газа =, кмоль;

водяного пара , кмоль;

кислорода =0,208(a-1), кмоль;

азота =0,792L+N₂, кмоль;

где N₂ – количество азота в топливе, кмоль.

1.2.5. Общее количество продуктов полного сгорания 1 кмоль газообразного топлива:

1.2.6. Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

; m_о=1,02…1,06 – для дизелей, m_о=1,02…1,12 – для бензиновых ДВС, для газовых m_о= 0,98…1,07

1.3. Расчет первого такта (впуск- 0 ≤ φ ≤ 180º)

1.3.1. Определяем потери давления во впускном тракте при впуске:

, МПа.

При расчете двигателя без наддува плотность воздуха равна:

, кг/м³.

Давление воздуха после турбокомпрессора: МПа.

При расчете двигателя с наддувом плотность воздуха после компрессора равна: кг/м³, и она используется при расчете DR_а.

Температура воздуха после турбокомпрессора

Остальные параметры: - заданы.

1.3.2. Рассчитываем давление в конце впуска в цилиндре двигателя:

без наддува МПа,

с наддувом МПа.

1.3.3. Рассчитываем коэффициент остаточного газа в двигателе:

без наддува

с наддувом

Предварительно принимается Т_r = 600…900 К – для дизелей с наддувом и без наддува, Т_r = 900…1100 К – для бензиновых ДВС.

1.3.4. Определяем температуру в конце впуска в двигателе:

без наддува К;

с наддувом ,К.

1.3.5. Рассчитываем коэффициент наполнения двигателя:

без наддува

с наддувом

1.4. Расчет второго такта (сжатие 180º ≤φ≤360º)

1.4.1. Давление в конце сжатия: МПа,

1.4.2. Температура в конце сжатия: К,

ºС,

где n₁ - показатель политропы сжатия.

1.4.3. Показатель политропы сжатия п₁ определяется по эмпирической зависимости:

для дизельных двигателей п₁=1,41-,

для бензиновых двигателей ,

где п_ном — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, с^-1.

Показатель политропы сжатия п₁: для дизелей без наддува п₁ = 1,34...1,42; для дизелей с наддувом п₁ = 1,35…1,38; для бензиновых двигателей п₁= 1,30…1,39; для газовых двигателей п₁ = 1,30…1,35.