2.2. Процесс впуска

Параметры окружающей среды: P₀ = 0,1 МПа, Т₀ = 293 К.

Плотность воздуха, поступающего в двигатель,

₀ = P₀∙10⁶/(R_B∙T₀) = 0,1∙10⁶/(287∙293) = 1,189 кг/м³.

Среднюю скорость поршня принимаем C_N = 7,5 м/с.

Ход поршня S_p = 30∙C_N/n_N = 30∙7,5/2900 = 0,0776 м. Принимаем S_p = 0,087 м.

Отношение площади поршня к проходному сечению впускного клапана

F_n/f_кп = 6,0.

Максимальная скорость свежего заряда

W_ВП = 0,05433∙S_п∙n_N∙F_п/f_КП = 0,05433 ∙ 0,0865 ∙ 2300 ∙ 6,0 = 64,88 м/с.

Сопротивление впускной системы (² + ) = 2,7.

Давление в цилиндре в конце впуска

Р_а= Р₀  (² + ) ∙ W_ВП² ∙ ₀/2 ∙10⁶ = 0,1  2,7 ∙ 64,88² ∙ 1,189/2∙10⁶ = 0,0932 МПа.

Давление остаточных газов при номинальной мощности

P_rN = 0, 9∙P₀ = 0, 9 ∙ 0,1 = 0,09 МПа.

Температуру остаточных газов принимаем Т_rN = 780 К.

Степень подогрева свежего заряда Т_N = 10⁰ С.

К оэффициент остаточных газов

.

Т емпература рабочего тела в конце наполнения

К.

Коэффициент наполнения

2.3. Процесс сжатия

Принимаем температуру t_с = 638,1⁰ С.

Теплоемкость свежего заряда в конце сжатия

(mc_v)’_c=22,408 + 0,00299∙(t_c  700) = 22,408 + 0,00299 ∙ (638,1 – 700) = 22,22 кДж/кмоль.

Теплоемкость свежего заряда в начале сжатия

(mc_v)’_a = 20,838 + 0,00146∙ (t_a – 100) = 20,838 + 0,00146 ∙ (43 – 100) = 20,7552 кДж/кмоль.

П оказатель адиабаты сжатия

Показатель политропы сжатия

n₁ = K₁  0,00 = 1,372 – 0,00 = 1,372.

Расчетная температура рабочего тела в конце сжатия

T_c = T_a ∙  ^n1-1 = 316,3 ∙ 17,1 ^{1,372 – 1} = 910,4 К.

Ошибка в выборе температуры

%.

Давление в конце сжатия

P_c = P_a∙  ⁿ¹ = 0,0932 ∙ 17,1 ^1,372 = 4, 589 МПа.

2.4. Процесс сгорания

Внутренняя энергия свежего заряда в точке С

U’_c = 15,684 + 0,02496 ∙ (t_c  700) = 15,684 + 0,02496 ∙ (638,1 – 700) = 14,1392 МДж.

Внутренняя энергия продуктов сгорания при  = 1

U”_1c = 17,586 + 0,02826 ∙ (t_c  700) = 17,586 + 0,02826 ∙ (638,1 – 700) = 15,837 МДж.

Внутренняя энергия с учетом принятого коэффициента избытка воздуха

U”_c = U”_1c/ + (  1)/ ∙ U”_c = 15,837/1,5 + 1,062^1,25 + (1,5 – 1)/1,5 ∙ 14,14 = 15,271 МДж.

Д ействительный коэффициент молекулярного изменения

Принимаем степень повышения давления  = 1,5.

Принимаем коэффициент использования теплоты ξ _z = 0,865

Левая часть уравнения сгорания

.

⁰ С.

Давление рабочего тела в конце сгорания

P_z =  ∙ P_c = 1,5 ∙ 4,589 = 6, 884 МПа.

Степень предварительного расширения

Степень последующего расширения

= / = 17,1/1,771 = 9,66.