3. Процесс сгорания

Процесс сгорания – основной процесс рабочего цикла двигателя, в течении ко- торого теплота, выделяющаяся вследствие сгорания топлива, идёт на повышение внутренней энергии рабочего тела и на совершение механической работы.

С целью упрощения термодинамических расчётов ДВС принимают, что процесс сгорания в двигателях с воспламенением от искры происходит по циклу с подводом теплоты при постоянном объеме (V = const), а в двигателях с воспламенением от сжатия при постоянном объеме (V = const) и давлении (p = const), то есть по циклу со смешанным подводом теплоты.

Целью расчёта процесса сгорания является определение температуры и давления в конце видимого сгорания.

1. Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси

Изменение объёма при сгорании рабочей смеси учитывает коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси, который определяется по формуле:

2. Температура конца видимого сгорания

Температура газа Т_z в конце видимого сгорания определяется на основании первого закона термодинамики

dQ  dU  dL (2.39)

где dQ – количество затраченной теплоты, Дж;

dU – повышение внутренней энергии рабочего тела, Дж;

dL – внешняя работа, совершаемая рабочим телом, Дж.

Применительно к автомобильным двигателям уравнение сгорания имеет вид:

Где - коэффициент использования низшей теплоты сгорания на участке видимого сгорания, который принимается из следующих интервалов значений: 0,7…0,88; ∆Н_и=0, так как α≥1.

λ - степень повышения давления цикла, которая для дизелей устанавливается по опытным данным в зависимости от количества топлива подаваемого в цилиндр, формы камеры сгорания и способа смесеобразования, и выбирается из таблицы 2.5;

о

t_z – температура в конце видимого сгорания, С;

_mc^ _^tc - средняя мольная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном

Объеме, кДж/(кмоль град), которая определяется по формуле:

Средние мольные теплоемкости продуктов сгорания при изменении температуры в диапазоне 1501….2800 ⁰С, могут быть выражены:

После подстановки всех величин в уравнение сгорания получается квадратное уравнение:

Температура Т_z в градусах Кельвина (К) определяется как

3. Степень предварительного расширения

Степень предварительного расширения для дизелей определяется по формуле:

4. Максимальное давление сгорания

Величина давления сгорания р_z в МПа определяется по формуле:

Рассчитанные параметры процесса сгорания необходимо сравнить со значени- ями этих параметров у современных автомобильных двигателей внутреннего сгора- ния, представленных в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Значения параметров процесса сгорания

Тип двигателя	Параметры
			z , МПа	Tz , K
Карбюраторный	3,2…4,2	1,0	3,5…7,5	2400…3100
Дизельный без наддува	1,7…2,2	1,4…1,6	5,0…12,0	1800…2300
Дизельный с наддувом	1,4…1,8	1,2…1,4	10,0…14,0