Давление остаточных газов

Для карбюраторного двигателя на номинальном скоростном режиме:

PrN = 1,18 Po = 1,18*0,1 = 0,118 МПа.

 

Процесс пуска.

Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения карбюраторных двигателей на номинальных скоростных режимах принимается Δ Т_N = 8ºС.    

                                                                                                     (1)

 

Плотность заряда на выпуске.

Ρ_r = Р_о *10⁶ / (R_BT_O) = 0,1*10⁶ / (287*293) = 1,189 кг / м³,

где R_B – 287 Дж / (кг.град.) – удельная газовая постоянная для воздуха.

                                                                                                          (1)

 

Потери давления на впуске.

При учете качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем для карбюраторного двигателя можно принять β² + ξ_ВП = 2,8 и

 ω_ВП = 95 м/с.

 β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра.

ξ_ВП – коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению.

ω_ВП – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы.

                                                                                                            (1)

Тогда ΔР_а на всех скоростных режимах двигателя рассчитывается по формуле:

ΔР_а = (β² + ξ_вп) А²_nn²ρ_о10^-6/2, где А_n = ω_вп / n_N         

 А_n = 95 / 6000 = 0,0158

ΔР_а = 2,8 * 0,0158² * 6000² * 1,189 * 10^-6 / 2 = 0,0150

 

Давление в конце пуска.

В карбюраторном двигателе при n_N = 6000 мин^-1.

Р_а = Р_о – ΔР_а = 0,1 – 0,0150 = 0,085 Мпа.

 

Коэффициент остаточных газов.

При n_N = 6000 мин^-1.

φ_оч = 1 – коэффициент очистки.

φ_доз = 1,12 – коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме.

 

Температура в конце впуска.

Т_а = (Т_о + ΔТ + γ_r * T_r) / (1 + γ_r) ₌ (293+8+0,0385*1070) / (1+0,0385) = 329  

 

Коэффициент наполнения.

 

Результаты вычислений занесем в таблицу.

параметры	Процесс впуска и газообмена
n, мин-1	1000	3200	6000	6300
α	0,86	0,96	0,96	0,96
Тr, K	900	1010	1070	1080
Pr, Mpa	0,1039	0,1076	0,118	0,1195
ΔT, ºC	22,29	16	8	7,14
ΔPa, Mpa	0,0004	0,0043	0,0150	0,0166
Pa, Mpa	0,0996	0,0957	0,085	0,0834
φ, доз	0,95	1,025	1,12	1,13
γ	0,0418	0,0365	0,0385	0,0390
Та, К	339	334	329	329
ηv	0,8699	0,9207	0,9255	0,8939

Процесс сжатия.

При ε = 10,3 и Т_а = 329 К, n_N = 6000 мин^-1 определяем по монограмме средний показатель адиабаты сжатия к₁ = 1,3765 и средний показатель политропы сжатия n₁ = 1,37.               

                                                                                                              (1)

 

Давление в колнце сжатия.

При n_N = 6000 мин^-1

Р_с = Р_аεⁿ = 0,085*10,3^1,376 = 2,1036 Мпа.

 

Температура в конце сжатия.

Т_с = Т_аε^n-1 = 329*10,3^1,376-1 = 792 К.

 

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия.

А) свежей смеси (воздуха)

20,6 + 2,638 * 10^-3 * t_c, где t_c = Т_с - 273 ºС

20,6 + 2,638 * 10^-3 * 519 = 21,969 кДж / (кмоль град).

Б) остаточных газов

определяется методом интерполяции по табл. 3.8 при n_N = 6000 мин^-1 , α = 0,96 и t_c = 519 ºС.    

 (m ) = 24,014+(24,150 – 24,014)*0,01/0,05 = 24,0412 кДж/(кмоль град).

(m ) = 24,44+(24,586 – 24,44)* 0,01/0,05 = 24,469 кДж/(кмоль град).

(m ) = 24,041+(24,469 – 24,041)* 19/100 = 24,122 кДж/(кмоль град).

В) рабочей смеси

 кДж/(кмоль град).

  (m ) =  кДж/(кмоль град).

 

Результаты вычислений заносим в таблицу.

параметры	Процесс сжатия
n, мин-1	1000	3200	6000	6300
к1	1,3751	1,3757	1,3765	1,3766
n 1	1,370	1,373	1,376	1,376
Рс, МПа	2,4309	2,3532	2,1036	2,0655
Тс, ºК	803	796	792	792
tc, ºС	530	523	519	519
(m. cv)to	21,998	21,980	21,969	21,968
(m )to	24,169	24,141	24,122	24,121
(m )to	22,085	22,056	22,049	22,049

Процесс сгорания.

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

 

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

 

Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания:

ΔН_u = 119950*(1-α)*L₀ кДж/кг. = 119950*(1-0,96)*0,516 = 2476 кДж/кг.

 

Теплота сгорания рабочей смеси:

Н_раб.см. =  кДж/кмоль раб.см.

 

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

(m ) =

кДж/кмоль град.

Определяется по эмпирическим формулам таб. 3.7 литература 1.

(m ) = *[0,0655*(39,123+0,003349t_z)+0,0057*(22,49+0,00143t_z)+0,0696*(26,6++0,004438t_z)+0,0029*(19,678+0,001758t_z)+0,3923*(21,951+0,001457t_z)=24,657+ 0,002077t_z] кДж/кмоль град.

 

Коэффициент использования теплоты ξ_z принимаем = 0,88:

                                                                                                               (1)

 

Температура в конце видимого процесса сгорания: при n = 6000 мин

ξ_z Н_раб.см + (m ) t_c = μ(m ) t_z:

0,88*79193+22,049*519 = 1,061*(24,657+0,002077) t_z,

0,002204 +26,165 t_z – 81132 = 0, откуда

 t_z =

= 2552 ºС;

T_z = t_z + 273 = 2825 К;

 

 Максимальное давление сгорания теоретическое:

p_z = p_c*μ* T_z/ Т_с = 2,1036*1,061*2825/792 = 7,963 МПа.

 

Максимальное давление сгорания действительное:

P_zд = 0,85* p_z = 0,85*7,963 = 6,7689 МПа.

 

Степень повышения давления:

 λ = p_z/ p_c = 7,963/2,1036 = 3,786.

 

параметры	Процесс сгорания
n, мин-1	1000	3200	6000	6300
μ0	1,0945	1,0635	1,0635	1,0635
μ	1,0907	1,0613	1,0612	1,0611
ΔН, кДж/кг	8665	2476	2476	2476
Нраб.см.кДж/кмоль	74813	79348	79193	79155
(m )	24,2982+ 0,002034tz	24,6566+ 0,002077tz	24,6566+ 0,002077tz	24,6566+ 0,002077tz
ξz	0,83	0,92	0,88	0,86
tz, ºС	2330	2643	2552	2509
Tz, ºК	2603	2916	2825	2782
Pz, МПа	8,5967	9,1438	7,9635	7,7011
Pzд  , МПа	7,3072	7,7722	6,7689	6,5459
λ	3,5364	3,8857	3,7856	3,7285