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 = 11,0 м/с.

Ход поршня S_p = 30∙C_N/n_N = 30∙11/5700 = 0,0579 м.

Отношение площади поршня к проходному сечению впускного клапана

F_n/f_кп = 5,0.

Максимальная скорость свежего заряда

W_ВП = 0,05433∙S_п∙n_N∙F_п/f_КП = 0,05433 ∙ 0,0579 ∙ 5700 ∙ 5,0 = 89.64 м/с.

Сопротивление впускной системы (² + ) = 3,6.

Давление в цилиндре в конце впуска

Р_а= Р₀  (² + ) ∙ W_ВП² ∙ ₀/2 ∙10⁶ = 0,1  3,6 ∙ 89,6445² ∙ 1,189/2∙10⁶ = 0,0828 МПа.

Давление остаточных газов при номинальной мощности

P_rN = 0,098+0,539∙10^-5∙n_N =0,098 + 0,539 ∙10^-5 ∙ 5700 = 0,1287 МПа.

Температуру остаточных газов принимаем Т_rN = 1110 К.

Степень подогрева свежего заряда Т_N = 15⁰ С.

Коэффициент дозарядки _N = 1,1.

К оэффициент остаточных газов

.

Т емпература рабочего тела в конце наполнения

К.

Коэффициент наполнения

2.3. Процесс сжатия

Принимаем температуру t_с = 494⁰ С.

Теплоемкость свежего заряда в конце сжатия

(mc_v)’_c=21,475 + 0,00306∙(t_c  t_c1) = 21,475 + 0,00306 ∙ (494 – 400) = 21,76 кДж/кмоль.

Теплоемкость свежего заряда в начале сжатия

(mc_v)’_a = 20,759 + 0,0008∙ t_a = 20,759 + 0,0008 ∙ 81,03 = 20,823821 кДж/кмоль.

П оказатель адиабаты сжатия

Показатель политропы сжатия

n₁ = K₁  0,02 = 1,379 – 0,02 = 1,359.

Расчетная температура рабочего тела в конце сжатия

T_c = T_a ∙  ^n1-1 = 355,6 ∙ 8,8 ^{1,359 – 1} = 772,649 К.

Ошибка в выборе температуры

% .

Давление в конце сжатия

P_c = P_a∙  ⁿ¹ = 0,0828 ∙ 8,8 ^1,359 = 1,59 МПа.

2.4. Процесс сгорания

Коэффициент использования теплоты принимаем _N = 0,9.

Потери за счет недогорания топлива

H_u = 114 ∙ (1  ) ∙ L₀ = 114 ∙ (1  0,9) ∙ 0,5143541 = 5,86364 МДж.

Внутренняя энергия свежего заряда в точке С

U’_c = 8,591 + 0,02299 ∙ (t_c  400) = 8,591 + 0,02299 ∙ (494 – 400) = 10,7521 МДж.

Внутренняя энергия продуктов сгорания при  = 0,7

U”_1c = 9,1123 + 0,02459 ∙ (t_c  400) = 9,1123 + 0,02459 ∙ (494 – 400) = 11,424 МДж.

Внутренняя энергия с учетом принятого коэффициента избытка воздуха

A’_c = U”_1c/U”_c1 = 11,424/10,7521 = 1,062 .

U”_c = U”_1c + A_c^1,25 ∙ [1,69 ∙ (  0,7)  0,9565 ∙ (  0,7)^1,65] = 11,42 + 1,062^1,25 ∙ [1,69 ∙ (0,9 – 0,7)  0,9565 ∙ (0,9 – 0,7)] = 11,582 МДж.

Д ействительный коэффициент молекулярного изменения

В нутренняя энергия рабочего тела в точке Z

МДж.

Принимаем температуру рабочего тела t_z1 = 2300⁰ С.

С учетом принятого коэффициента избытка воздуха

B = 16 ∙ (  0,7)  9,075 ∙ (  0,7)^1,65 = 2,5624.

⁰ С.

Давление рабочего тела в конце сгорания

P_z =  ∙ P_c∙ T_z/T_c = 1,078 ∙ 1,59 ∙ 2817/772,6 = 6,248 МПа.

Степень повышения давления

= P_z/P_c = 6,248/1,59 = 3,929.