Тепловой расчет параметров и оценочных показателей рабочего цикла двигателя

Протекание газообмена в цилиндре двигателя включает удаление из цилиндра отработавших газов и наполнение его свежим зарядом. Задачей расчета процесса газообмена является определение следующих конечных его параметров.

1)Давление и температура заряда в начале сжатия – ра,Та;

2)коэффициент остаточных газов - gr,

3)коэффициент наполнения – hv.

Для определения их значений в начале определим:

плотность воздуха окружающей среды

(1)

1,417 кг/м3;

среднюю скорость смеси (воздуха) на впуске в сечении клапана из уравнения с учетом диаметра цилиндра, хода поршня прототипа

(2)

87,12 м/с;

принимаем Wсм=87 м/с

где Sпп - ход поршня для двигателя, рекомендуемого прототипа.

Тогда давление в процессе впуска и к началу такта сжатия - Р, равно

;(3)

0,091 МПа;

Коэффициент остаточных газов – gr характеризует качество очистки цилиндра и содержание остаточных газов в рабочей смеси. Определяем из соотношения

(4)

0,057;

где Тr, рr, — соответственно температура и давление остаточных газов, К и МПа;

e - степень сжатия двигателя;

DТ - степень подогрева смеси на впуске, К;

Т0 - температура окружающей среды.

Температура рабочей смеси в конце впуска несколько возрастает за счет подогрева от стенок впускного трубопровода, цилиндра, камеры сгорания и при перемешивании с горячими остаточными газами. Ее значение определяется из зависимости:

(5)

347,209К;

Основным оценочным показателем совершенства организации процесса газообмена является коэффициент наполнения цилиндра определяем его значения из выражения:

(6)

0,8;

Расчет процесса сжатия

Основное назначение процесса сжатия - повышение термодинамических параметров состояния рабочей смеси и ее концентрация в небольшом по геометрическим размерам ограниченном объеме камеры сгорания перед воспламенением. Процесс сжатия смеси в двигателе происходит при движении поршня от HMT к ВМТ. Носит политропный характер с переменным показателем политропного процесса n1.

Определение его текущего значения является весьма затруднительным. В связи, с чем принимается, что процесс происходит по политропе с постоянным значением показателя политропного сжатия. Его начальное значение принимаем из исходных данных, а более близкое значение определяем методом последовательных приближений в процессе расчета с заданной степенью приближения по уравнению:

(7)

1,35.

топливо двигатель кривошипный шатунный

Значения давления рс и температуры Тс в конце сжатия определяем из соотношения зависимостей термодинамических параметров для политропного процесса: