Расчёт рабочего цикла двигателя

Исходные данные:

Прототип – ВАЗ-2110;

Ход поршня S=

Диаметр поршня D=

Степень сжатия

Процесс впуска

двигатель сгорание автомобиль кривошипный шатунный

В двигателях без наддува воздух в цилиндры поступает из атмосферы, и при расчете рабочего цикла давление окружающей среды принимают равным а температура .Температуру остаточных газов Тr =1000 К; температуру подогрева свежего заряда ∆T=15 К.

Для автотракторных двигателей без наддува и с наддувом давление остаточных газов:

Pr=(1.05…1.25) Po=0,105 МПа;

Потери давления на впуске:

∆Рa=(0,05…0.20) Р0=0,20*0,1=0,02 МПа;

Давление в конце пуска:

Pа=Р0 – ∆Pа=0,1 – 0,02 = 0,08 МПа;

Температура подогрева заряда ∆T=15K;

Коэффициент остаточных газов:

Теперь можно определить температуру в конце впуска:

Процесс сжатия

Средний показатель политропы сжатия:

Расчет давления Рс и температуры Тс в конце сжатия проводят по уравнениям политропического процесса:

Процесс сгорания

Теоретически необходимое количества воздуха для полного сгорания 1 кг топлива определяется по формуле:

Где 0,23 и 0,21 - соответственно значения массового и объемного содержания кислорода в 1 кг воздуха; - масса 1 кмоля воздуха;

С, Н, ОТ - соответственно массовые доли углерода, водорода и кислорода, содержащихся в топливе. Действительное количество воздуха, поступившее в цилиндр:

где α - коэффициент избытка воздуха.

Количество остаточных газов в цилиндре двигателя равно:

Число киломолей продуктов сгорания 1 кг жидкого топлива в (кмоль/кг):

Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси характеризует изменение объема газов при сгорании и равен:

Температура в конце сгорания определяется из уравнения сгорания, которое имеет вид:

Где ξ=0,9 - коэффициент использования тепла;

Qн=43500 кДж/кг - низкая теплопроводная способность топлива;

Потеря части теплопроводности из-за химической неполноты соединения:

Средние молекулярные теплоемкости в кДж/кмоль подсчитываются по следующим формулам:

Для свежего заряда:

Для продуктов сгорания:

Определив числовые значения всех параметров, уравнение сгорания приводят к квадратному уравнению:

Из этого уравнения определяется значение температуры в конце сгорания:

Давление в конце сгорания определяется по формуле:

Процесс расширения

Показатели политропы расширения для современных автотракторных двигателей определяется по формуле:

Значения давления и температуры газов в конце процесса расширения рассчитывают по уравнениям политропического процесса:

Для теплового расчета и правильности выбора параметров процесса выпуска используется формула Мазинга:

Отличие от ранее принятой температуры Tr=1000 К составил 6.5%, что менее 15%, следовательно, корректировать расчет не требуется.

Интересные публикации:

Разработка системы рессорного подвешивания пассажирского электровоза
В связи с ростом объёма перевозок появилась необходимость увеличения пропускной способности железных дорог. В связи с этим создаётся необходимость увеличения межремонтных пробегов локомотивов. Одной из самых ремонтируемых частей электровоза является экипажная часть. В связи с этим появля ...

Проектирование участка восстановления корпусных деталей
Эксплуатация автомобилей приводит к неизбежному ухудшению его рабочих свойств, непосредственно связанных с изнашиванием деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются отказы и неисправности, которые устраняются путем механических воз ...

Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
Современные поршневые двигатели внутреннего сгорания достигли степени совершенства, продолжая тенденцию непрерывного роста удельных (литровой и поршневой) мощностей, снижения удельной материалоемкости, токсичности отработанных газов, снижения удельных расходов топлива и масел, повышения ...