Давление в конце впуска

 

МПа                   (3.14)

 

5) Коэффициент остаточных газов. При определении g _r для карбюраторных двигателей без наддува принимается коэффициент очистки , а коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме . Тогда при (n_N =4500 мин^-1)

 

                               (3.15)

 

где  - температура подогрева свежего заряда от стенок.

Температура в конце впуска

 

                              (3.16)

 К

 

Коэффициент наполнения

 

(3.17)

 

Процесс сжатия

 

В четырехтактных двигателях без наддува воздух поступает во впускной трубопровод с температурой окружающей среды. Поэтому процесс сжатия не является адиабатным, а протекает в условиях теплообмена между свежим зарядом и деталями двигателя. В начале сжатия температура свежего заряда значительно ниже температуры окружающих поверхностей цилиндра, днища поршня, головки цилиндра, тарелок клапанов. Вследствие этого наблюдается приток теплоты к свежему заряду. По мере увеличения давления сжатия температура заряда повышается и с некоторого момента становится выше температуры окружающих поверхностей. Направление теплового потока изменяется на обратное и теплота уже будет передаваться от заряда к деталям двигателя.

Таким образом, процесс сжатия протекает с переменным показателем политропы сжатия n₁.

Ввиду сложности теплообмена между свежим зарядом и окружающими деталями можно считать, что в реальном двигателе процесс сжатия проходит по политропе с некоторым средним значением показателя n₁.

Основным факторами, влияющими на показатель политропы сжатия n₁, являются: частота вращения коленчатого вала, интенсивность охлаждения цилиндра, его размеры, конструктивные особенности камер сгорания, утечка газов через неплотности поршневых колец и клапанов.

1) По номограмме рис. 4.4 [1] определяем показатель адиабаты k ₁=1.3768.

2) Значение показателя политропы сжатия принимаем равным n₁=1.376.

3) Давление в конце сжатия:

 

МПа                  (3.18)

 

4) Температура в конце сжатия:

 

К                               (3.19)

 

5) Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) свежей смеси (воздуха)

                              (3.20)

кДж/(кмоль·град);

 

где 775 – 273 = 502 °С

б) остаточных газов (определяется методом интерполяции по табл. 3.8 [1]) при n_N=4500 мин^-1, α=0.95 и t_c=502°С

 

 кДж/(кмоль·град) (3.21)

 

где 24.014 и 24.440 – значения теплоемкости продуктов сгорания при

 соответственно при 500 и 600 єС, [1, табл. 3.8].

в) рабочей смеси

 

                         (3.22)

 кДж/(кмоль·град).

 

Процесс сгорания

В ходе этого процесса химическая энергия топлива превращается в тепловую, которая затем распределяется по частям так: переходит в механическую работу, идет на повышение внутренней энергии газов; передается окружающим поверхностям деталей и через них переходит к охлаждающей жидкости или к воздуху; из топлива не выделяется из-за неполного его сгорания; теряется за счет диссоциации газов при высоких температурах.

Наиболее интенсивно топливо сгорает на участке индикаторной диаграммы c - z который называют участком видимого сгорания.

Экспериментально установлено, что на участке c - z , топливо всегда сгорает не полностью, а догорает далее в процессе расширения.

1) Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси:

                                (3.23)

2) Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

 

                   (3.24)

 

3) Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания:

 

кДж/кг   (3.25)

 

4) Теплота сгорания рабочей смеси:

 

кДж/кмоль раб.см. (3.26)

5) Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

 

  (3.27)

 

6) Коэффициент использования теплоты x_z зависит от режима работы двигателя, способа смесеобразования, условий охлаждения камеры сгорания, степени диссоциации газов и быстроходности двигателя.

Принимаем x_z = 0.93.

 

7) Температура в конце видимого процесса сгорания

 

                              (3.28)

 

 

 

откуда t_z =2623° С

 

К                       (3.29)

 

8) Максимальное давление сгорания теоретическое:

 

МПа      (3.30)

 

9) Максимальное давление сгорания действительное:

 

МПа                (3.31)

10) Степень повышения давления:

 

                      (3.32)