1.4. Расчет параметров сгорания

Расчет производится на основе уравнения сгорания.

Карбюраторный двигатель:

,

где H _u- низшая теплотворная способность топлива(табл.1);  - коэффициент использования тепла. Принимаем =0,986;  - расчетный коэффициент молекулярного изменения.

=М_z/M_c=(M₂+M_r)/(M₁+M_r)

где M_r= L_o -число молей остаточных газов; С_vc и C_vz - соответственно средняя молярная теплоемкость свежего заряда в конце сжатия и продуктов сгорания.

С_vc=20,1+1,736*10^-3*Т_с;

С_vz=20,99+29,3*10^-4*Т_z.

После подстановки теплоемкостей и всех известных величин в уравнение сгорания получаем квадратное уравнение относительно T_z. Решение этого уравнения дает два корня, один из которых определяет температуру в конце сгорания, другой не имеет физического смысла.

Давление в конце сгорания:

P_z=P_c T_z /T_c,

Для двигателей с впрыском топлива степень повышения давления =Р_z /P_c

1.5. Расчет параметров расширения

Давление в конце процесса расширения:

,

где n₂ - средний показатель политропы расширения. Приминаем .

Температура Т_в в конце расширения

.

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

.

Погрешность расчета не должна превышать 2%.

1.6. Расчет индикаторных показателей цикла

Теоретическое среднее индикаторное давление для карбюраторных двигателей:

.

Действительное среднее индикаторное давление для округлой индикаторной диаграммы:

Р_i = P_i` ,

где  - коэффициент полноты индикаторной диаграммы. Он принимается равным 0,98.

Индикаторный КПД определяется по формуле:

.

Индикаторный удельный расход топлива;

g_i=36*10⁵/, г/кВт*ч.

1.7. Расчет эффективных показателей цикла

Среднее давление механических потерь Р_м определяется по эмпирическим формулам с учетом средней скорости поршня V_ср.

V_ср = Sn/30 м/с,

где S - ход поршня, м; n - частота вращения коленчатого вала, мин^-1.

Для карбюраторного двигателя:

S/D1 Р_м = 0,024+0,0053V_ср;

S/D1 Р_м = 0,049+0,0152V_ср,

где S/D - отношение хода поршня к его диаметру.

Среднее эффективное давление:

Р_е =Р_i - Р_м МПа.

Механический КПД определяем по соотношению

_м = Р_е/Р_i.

Эффективный КПД будет равен

_е =_i *_м.

Удельный эффективный расход топлива

g_е=36*10⁵/Н_u_е г/кВт*ч.

Эффективная мощность

N_e=Р_e n V_h i/30  кВт,

где V_h - рабочий объем цилиндра, л; i - число цилиндров;  - коэффициент тактности; =4 - четырехтактные двигатели.

Часовой расход топлива

G_т = N_e*g_e/1000 кг/ч.

Результаты расчета сводятся в табл.2, проводится их анализ и делается вывод о влиянии значения условий работы на показатели двигателя.

Таблица 1.2

То

Ро

Та

v



Tz

Pz

Pi

Pe

e

Ne

ge

Gт

Значение

2. Расчет основных параметров систем двигателя и агрегатов автомобиля

2.1. Расчет параметров механизма газораспределения

Основным параметром механизма газораспределения является «время-сечение», которым называется интегральная сумма произведений проходных сечений, открываемых клапаном, на время, т.е.

.

Параметр «время-сечение» характеризует работу механизма газораспределения и позволяет судить не только о величине проходного сечения клапана, но и о продолжительности его открытия. Если известны «время-сечение» и объем газов V = V_h·η_v, поступающих в цилиндр при впуске, то средняя скорость поступления газов при впуске

ω_г = V / Ф,

где η_v – коэффициент наполнения; f – величина проходного сечения клапана в рассматриваемый момент времени; t₁, t₂ – моменты открытия и закрытия клапана.

С другой стороны, из условия неразрывности газовой струи имеем

ω_г = С_п · F_п (i · f)^-1_,

где С_п – средняя скорость поршня; i – число одноименных клапанов; F_п – площадь поршня.

Тогда Ф = 30η_v · i · f · n^-1,

где n – число оборотов двигателя.

Площадь проходного сечения клапана f при угле его конической фаски α_ф для текущего подъема h_кл определяется как боковая поверхность усеченного конуса (рис. 4.12)

f = π h₁(d_г+d₁)/2,

где h₁ = h_кл cos α_ф – длина образующей конуса;

d₁ = d_г + 2h₁ · sin α_ф.

Таким образом,

Ф = 15 · η_v · i · f · n^-1 · π · h_кл · (d_г+d₁) cos α_ф.