Тепловой расчет параметров и оценочных показателей рабочего цикла двигателя

Применительно к реальному циклу для двигателей с искровым зажиганием уравнение сгорания принимает вид:

;(28)

где (mCv”) – средняя изохорная мольная теплоемкость газовой смеси с составом продуктов сгорания после окисления топлива:

;(29)

где - средние мольные теплоемкости компонентов продуктов сгорания.

Средние мольные теплоемкости компонентов продуктов сгорания в диапазоне температур до 2800оС с достаточной степенью точности могут быть вычислены по эмпирическим зависимостям:

;(30)

;(31)

;(32)

;(33)

;(34)

;(35)

После выполнения математических операций согласно выражений (27…35) получим выражение вида

(36)

Тогда максимальная температура рабочей смеси в цикле определим из зависимости:

(37)

27287 К.

Максимальное давление цикла для двигателя с искровым зажиганием определяем как:

(38)

6,45 МПа.

Степень повышения давления:

(39)

3,945.

С учетом отклонений процесса подвода теплоты при V=const в реальных условиях скругления диаграммы действительное значение максимального давления для карбюраторных двигателей с воспламенением от электрической искры принимаем равным:

(40)

5,483 МПа.

Процесс расширения

Процесс расширения в рабочем цикле представляется как основной этап, где происходит превращение тепловой энергии в механическую работу. На его начальном участке +20 .30оп.к.в. после ВМТ продолжается интенсивный процесс подвода теплоты. В то время, большая разность температурного состояния рабочего тела и окружающей среды совершает процесс в условиях расширения. В начале расширения продолжается интенсивное сгорание топлива. Одновременно, с учетом больших скоростей движения газов и большой разности температур стенки цилиндропоршневой группы обеспечивают присутствие процесса интенсивного теплообмена. Таким образом, процесс расширения носит явно выраженный политропный характер. Значение показателя политропы предварительно принимаем при выборе исходных данных и уточняем в расчете процесса расширения. С учетом статистических данных и особенностей проектируемого двигателя в пределах n2=1,27.

Более точное значение среднего d показателя политропы расширения определяется методом последовательного приближения с заданной степенью точности с использованием эмпирических зависимостей.