2. Горючая смесь

Для приготовления горючей смеси используется топливо и воздух. В двигате- лях с искровым зажиганием горючая смесь, приготовленная из мелко-распыленного топлива и воздуха в карбюраторе, поступает в цилиндр в процессе впуска. В дизеле топливовоздушная смесь образуется в камере сгорания за время впрыска топлива в конце процесса сжатия и в течение процесса сгорания.

Для полного сгорания топлива необходимо определенное количество воздуха, которое называется теоретически необходимым, и определяется по элементарному составу топлива в кг возд/кг топл.

Или в кмоль возд/кг топл

В зависимости от условий работы двигателя на каждую единицу топлива приходится количество воздуха, большее или меньшее теоретически необходимого. Отношение действительного количества воздуха, участвующего в сгорании 1 кг топлива, к теоретически необходимому количеству воздуха называется коэффициентом избытка воздуха.

Действительное количество воздуха L в кмоль возд/кг топл определяется по формуле:

где α - коэффициент избытка воздуха.

Значение коэффициента α зависит от типа смесеобразования, условий воспламенения и сгорания топлива, а также от режима работы двигателя. Для дизельльных двигателей без наддува принимают следующие значения α: 1,3…..1,7. Примем α=1,5. Тогда:

Уменьшение коэффициента избытка воздуха двигателей до возможных пред- елов уменьшает размеры цилиндра и, следовательно, повышает литровую мощность дизеля, но одновременно с этим значительно возрастает теплонапряжённость двига- теля, особенно деталей поршневой группы, увеличивается дымность отработавших газов.

Количество горючей смеси М₁ в кмоль гор.см/кг топл определяется по формуле:

где m_Т – молекулярная масса паров топлива, г/моль. Величина m_Т выбирается по таблице 2.2.

3. Продукты сгорания

При полном сгорании топлива (при α > 1,0) продукты сгорания состоят из углекислого газа СО₂, водяного пара Н₂О, избыточного кислорода О₂ и азота N₂.

Общее количество продуктов полного сгорания М₂ в кмоль пр.сг/кг топл опре- деляется по формуле:

Количество отдельных составляющих продуктов сгорания в кмоль пр.сг/кг топл определяются по следующим формулам:

Для жидкого топлива количество молей продуктов сгорания всегда больше, чем количество молей горючей смеси. Это происходит вследствие химических реакций распада молекул топлива при сгорании и образования новых молекул.

Изменение количества молей рабочего тела при сгорании в ∆М в к моль /кг топл: определяется по формуле

∆М= М₂ –М₁

∆М=0,781-0,754=0,027

Относительное изменение количества молей при сгорании горючей смеси характеризуется химическим коэффициентом молекулярного изменения горючей смеси который определяется по формуле:

Процесс впуска

Процесс впуска является одним из наиболее важных процессов, определяю- щим мощностные показатели двигателя. За период процесса впуска осуществляется наполнение цилиндра свежим зарядом.