Давление остаточных газов в цилиндре перед впуском зависит от числа и расположения клапанов, сопротивления выпускного такта, частоты вращения и нагрузки. Для двигателей без наддува давление остаточных газов (pr, МПа) лежит в пределах: pr =0,105-0,125. Для двигателей с газотурбинным наддувом давление остаточных газов составляет 0,80…0,95 от давления наддува pk.
Ориентировочное значение давление остаточных газов(prМПа) в зависимости только от одного фактора можно получить из эмпирической зависимости:
, (1)
где pо – давление окружающей среды (принимается равным
pо =0,1МПа);
nн – частота вращения коленчатого вала при номинальном режиме работы двигателя, мин-1.
Температура остаточных газов (Тr, К)зависит от степени сжатия, частоты вращения и коэффициента избытка воздуха. На этапе расчетов принимается:
- для карбюраторных двигателей: Tr=1000-1200K;
- для дизельных двигателей: Tr=800-1000K.
Температура, подогрева свежего заряда (ΔT, К) зависит от типа системы охлаждения, быстроходности двигателя и конструкции выпускного трубопровода. При выполнении расчетов принимается:
|
|
- для карбюраторных двигателей: ΔT=15-20°;
- для дизельных двигателей без наддува: ΔT=15-20°;
- для дизельных двигателей с наддувом: ΔT=5-10°.
Давление в конце впуска (pa, МПа) зависит от сопротивления впускной системы и быстроходности двигателя. На этапе расчетов принимается:
- для карбюраторных двигателей: pa=(0,8…0,9)·p0;
- для дизельных двигателей без наддува: pa=(0,85…0,95)·p0;
- для дизельных двигателей с наддувом: pa=(0,90…0,95)·pк.
Коэффициент остаточных газов (gr) определяется без учета продувки и дозарядки из выражения:
, (2)
где То – температура окружающей среды (принимается равной
То =293 К);
e – степень сжатия двигателя.
Как правило, коэффициент gr изменяется в пределах:
- для карбюраторных двигателей: gr=0,04-0,10;
- для дизельных двигателей без наддува: gr=0,02-0,05.
Для двигателей с наддувом вместо То в расчет необходимо подставлять температуру воздуха из компрессора Тк:
, |
(3) |
где pк и Тк – соответственно давление и температура воздуха на выходе из компрессора;
nк – показатель политропы сжатия в компрессоре, nk = 1,4…1,8.
Температура в конце процесса впуска (Ta, К) определяется по формуле:
(4)
У современных четырехтактных двигателей температура в конце процесса впуска изменяется в пределах:
- для карбюраторных двигателей: Тa=320-370К;
- для дизельных двигателей без наддува: Тa=310-350К;
- для дизельных двигателей с наддувом: Тa=320-400К.
Коэффициент наполнения ηv, зависящий от конструктивных особенностей двигателя, определяется по выражению:
. (5)
Для двигателей с наддувом вместо p0 и T0 берется pк и Tк.
|
|
Значения коэффициента наполнения для различных типов поршневых двигателей внутреннего сгорания при их работе с полной нагрузкой изменяются в пределах:
- для карбюраторных двигателей: ηv=0,60-0,80;
- для дизельных двигателей без наддува: ηv=0,80-0,94;
- для дизельных двигателей с наддувом: ηv=0,80-0,97.