1.1 Вибір, обґрунтування і визначення вихідних параметрів для теплового розрахунку

1.1.1. Температуру і тиск оточуючого середовища приймаємо відповідно Т0 = 288 К і р0 = 0,101325 МПа.

Газова стала повітря Rпов = 287 Дж/(кг К).

2. Число тактів цикла двигуна (τ = 4).

Для даного двигуна ступінь стискання ε = 7.2з вихровою камерою.

2. Коефіцієнт надміру повітря за максимальної потужності бензинового двигуна α = 0.9

2. Підвищення температури заряду в процесі впуску ∆Т вибираємо на основі експериментальних даних. За багато чисельними даними для бензинового двигуна, за відсутності підігрівання ∆Т = 10 К.

2. Для бензинового двигуна відношення ходу поршня до діаметра циліндра (S/D) при номінальній частоті обертання двигуна 4500 хв ¹ S/D = 0,95.

3. Вибираючи середній в процесі стискання показник політропи n1, визначаємо фактори, які впливають на його величину і характер їх зміни при стисканні. Для бензинового двигуна даного типу n1 = 1,38.

1.2.Параметри продуктів згорання в циліндрі двигуна в кінці процесу випуску.

1.2.1. Параметри продуктів згорання в циліндрі двигуна в кінці випуску.

Тиск кінця випуску рr = 1.15∙0.101325=0.11146 МПа.

Температура газів у кінці випуску Тr = 1000 К.

1.3.Параметри робочого тіла в процесі в пуску.

13.1Тиск в кінці впуску, МПа:

= – ( + ) · · · (1)

= 0,101325 – 3· · 1,226 · = 0,0895 МПа

де ( + ) – сумарний коефіцієнт, що враховує гасіння швидкості ( ) та опір впускної системи, віднесений до площі прохідного перерізу клапану ( ). Для даного двигуна ( + ) = 3;

– середня швидкість руху заряду в прохідному перерізі клапана. Для даного двигуна = 80м/с.

– густина свіжого заряду за даних атмосферних умов, кг/

= = = 1,23 кг/ ; (2)

де - газова стала повітря, = 287 Дж/(кг· К).

1.3.2. Коефіцієнт залишкових газів:

γ = · = · = 0,062. (3)

1.3.3. Температура в кінці впуску, К:

= = = 338.98 К (4)

1.3.4. Коефіцієнт наповнення:

= = =

=0.82(5)

1.4. Параметри робочого тіла в процесі стискання:

Тиск, МПа:

= = 0,0895 = 1.36 МПа (6)

Температура, К:

= = 338.93 = 717.83 К (7)

1.5. Визначення параметрів робочого тіла в процесі згоряння .

1.5.1. Фізичні параметри палива, визначеного в завданні

Паливо	Масові частки елементарного складу палива, кг/кг			Молярна маса, , кг/кмоль	Нижча теплота згоряння, , МДж/кг
	Вуглець, g	Водень, g	Кисень, g
Автомобільний бензин	0,855	0,145	0	114	44.0

g + g + g = 1 (8)

0,855 + 0,145 + 0 = 1

1.5.2. Кількість повітря , теоретично необхідного для згоряння 1 кг палива:

а) кмоль/кг:

= ( + = 0.51 кмоль/кг (9)

б) кг/кг:

= ( g + 8 g - g ) = 14.96 кг/кг (10)

Перевірка:

= = = 0,516 кмоль/кг (11)

де - молярна маса повітря, = 28,97 кг/кмоль.

1.5.3. Кількість свіжого заряду (повітря і палива), кмоль/кг:

= α = 0.9 0,51+ 1/114 = 0,468 кмоль/кг. (12)

1.5.4. Кількість продуктів згоряння палива при згорянні, кмоль/кг:

= + + α (13)

=0.5 кмоль/кг.

1.5.5. Коефіцієнт молекулярної зміни, який характеризує відносне змінювання об'єму робочого тіла внаслідок згоряння – хімічний:

= = = 1,07 (14)

і з урахуванням наявності в заряді залишкових газів – дійсний:

μ= = 1.06(15)

1.5.6. Температура робочого тіла в кінці процесу згоряння визначається як функція внутрішньої енергії або ентальпії, значення яких знаходимо за рівнянням згоряння, МДж/кмоль:

+ = (16)

де - коефіцієнт використання теплоти на ділянці згоряння; - активна теплота згоряння палива, в якій враховуються втрати внаслідок неповного згоряння через нестачу кисню (визначається для 1 < α), МДж/кг:

=h_н -112.85∙(1-α)∙L ₀ =44.0-112.85∙0.0511=38.24МДж/кг (17)

= МДж/кмоль;

T_z=22725 K

Коефіцієнт використання теплоти у період згоряння залежить від типу двигуна. Для даного бензинового двигуна = 0.9

1.5.7. Тиск в кінці процесу згоряння, МПа:

= = 5.47 МПа

18)

1.5.8. Показники, які характеризують процес згоряння.

Ступінь попереднього розширення: ρ = 1.

Ступінь подальшого розширення: δ = 7.2