Расчет параметров рабочего процесса

Pp=Pк/1,15=0,209/1,15=0,18174 МПа.

Найденное значение Pp подставляем в формулу и находим давление в конце выхлопа

МПа.

Все полученные значения подставляем в формулу (10) и находим:

Полученное значение gr необходимо сравнить с опытными данными двигателя-прототипа, полученное расхождение должно быть минимальным.

Температура свежего заряда воздуха в конце наполнения, определяем по формуле

(11)

Коэффициент наполнения определяем по формуле:

(12)

Процесс сжатия.

Как известно, процесс сжатия в реальном двигателе происходит по политропическому закону с переменным показателем политропы. В практике для упрочнения расчетов переменный показатель политропы заменяем некоторым средним показателем n1 = 1,32…1,39. Значения n1 показывают, что за весь период сжатия происходит отдача в стенки небольшого количества тепла, т.е. процесс сжатия в реальном двигателе очень близок к адиабатическому.

При этом из имеющего диапазона выбора значений средний показатель политропы сжатия принимаем равный n1 = 1,32. Далее находим значения давление и температуры в конце сжатия Pc и ТС по формулам:

(13)

(14)

Процесс сгорания.

Коэффициент молекулярного изменения m характеризует увеличение числа молей рабочего тела в процессе сгорания. Химический, или «чистый» коэффициент mо определяется из условия отсутствия в цилиндре двигателя остаточных газов (т.е. при gо = 0):

(15)

где – увеличение числа молей рабочего тела в процессе сгорания. Определяем по формуле (16):

(16)

Далее найдем коэффициент изменения подставляя полученное значение в формулу (15):

Коэффициент молекулярного изменения (при g ¹ 0) в точке «z» определяется по формуле:

(17)

Давление в конце сгорания:

(18)

где l – степень повышения давления. Обычно значением l задаются в пределах l = 1,3…2,2. При этом необходимо проверить, чтобы при заданном l давление сгорания Pz не превышало опытных значений двигателя-прототипа. Принимаем l = 1,3. Тогда находим:

Температура в конце сгорания. Температура в точке «z» определяется по уравнению процесса сгорания:

(19)

где xz – коэффициент эффективного выделения тепла до точки «z». Выбирается по опытным данным. Обычно применяют в диапазоне xz = 0,7…0,85; После сравнения с опытными данными принимаем равный xz= 0,8;

Qн – низшая теплота сгорания, для топлив нефтяного происхождения; равна 42300 кДж/кг;

– средняя мольная теплоемкость при постоянном объеме для смеси воздуха и продуктов сгорания;

– средняя мольная теплоемкость при постоянном давлении для продуктов сгорания.

При определении мольной теплоемкости обычно пренебрегают влиянием остаточных газов, считая свежий заряд состоящим только из воздуха. Так эта теплоемкость определяется для температуры Тс, то найдем ее по формуле (20):

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания зависит от Tz, которая нам пока не известна, что затрудняет решение уравнения сгорания. Рекомендуется следующий метод решения. Считая рабочие газы состоящими из «чистых» продуктов сгорания (при a = 1) и избыточного воздуха, можно записать:

(21)

где значения коэффициентов k1 k2 и значения теплоемкости можно найти по формулам: