3.7.2 Расчет рабочих процессов в цилиндре двигателя с построением индикаторной диаграммы.

Процесс наполнения. Качественным критерием для оценки эффективности наполнения цилиндра воздухом служит коэффициент наполнения.

где – степень сжатия ε =

Ра, Та - давление и температура заряда в начале сжатия;

Рs, Ts - давление и температура во впускном коллекторе;

γ_г - коэффициент остаточных газов γ_г = 0,01

Ра = k_a  Рs = МПа,

Температура воздуха в начале сжатия Та.

где Ts –температура наддувочного воздуха в ресивере;

ΔТs – степень подогрева воздуха от стенок цилиндра;

γ_г – коэффициент остаточных газов;

Тг – температура газов перед турбиной.

Массу воздуха в цилиндре в начале процесса сжатия

кг

Массу смеси воздуха с остаточными газами

кг

Процесс сжатия.

Д авление газов в конце процесса сжатия Рс.

Т емпература газов в конце процесса сжатия Тс.

Процесс сгорания.

Степень повышения давления.

λ = Pz / Pc =

Т еоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива.

Для топлива среднего состава: С = 0,87; Н = 0,126; О = 0,004; S = 0,0025.

Получим Lо = кмоль/кг

Т еоретический коэффициент молекулярного изменения для топлива среднего состава.

Д ействительный коэффициент молекулярного изменения для топлива среднего состава.

Доля топлива сгоревшего в т. Z.Средние мольные изохорные теплоемкости для воздуха С'_υ и продуктов сгорания С''_υ

С'_υ =19,26+0,0025 Тс=19,26+0,0025  = кДж/кмольК

С''_υ =20,47+0,0036 Тс=20,47+0,0036  = кДж/кмольК

Температура газов в т. Z (в конце сгорания). Расчет производится по уравнению сгорания

где С_Р^" = 28,22 + 0,00307 Tz

Приведем данное уравнение к виду: Тz = а / С_Р^", где

Подставив а и С_р^" в уравнение для Т_z получим:

Т_z =

Решая квадратное уравнение, получаем Т_Z =

Степень предварительного расширения 

Процесс расширения

Цель расчета процесса расширения определить степень последующего расширения δ, давления Р_b и температуру Т_b в конце расширения.

Степень последующего расширения δ.

Температура газов в конце процесса расширения Т_b.

Т_b = Тz / δ ^{(n2 - 1)} =

Давление газов в конце процесса расширения Р_b.

Р_b = Рz / δⁿ² = МПа.

Расчет индикаторных и эффективных показателей цикла.

Действительное среднее индикаторное давление, отнесенное к рабочему объему цилиндра.

где _скр – коэффициент скругления индикаторной диаграммы. Для 4-х тактных двигателей _скр = 0,9…0,97.

Принимаем _скр = 0,97.

Среднее эффективное давление Ре.

Ре = Рi  η_м =  МПа

Индикаторная мощность двигателя Ni.

где D =– диаметр цилиндра;

S =– ход поршня;

i =– число цилиндров;

n = мин ^-1 – частота вращения коленвала ;

Z =– коэффициент тактности.

Эффективная мощность Ne.

Nе = N_i  η_м = кВт.

Индикаторный КПД цикла η_i.

Индикаторный удельный расход топлива g_i.

g_i = 3600 / (Qн  η_i) = кг/кВтч.

Эффективный КПД η_е.

η_е = η_i  η_м =

Эффективный расход топлива (удельный) g_е.

g_е = g_i / η_м = кг/кВтч.

Расхождение между расчетными и заданными величинами.

Расчет можно считать удовлетворительным.