2020-04-07
117
При расчете цикла задаются максимальным давлением цикла Pz:
- для дизелей 
;
- для карбюраторных двигателей 
.
Более высокие значения Pz относятся к быстроходным дизелям. Для дизелей с большой частотой вращения коленчатого вала и высоким наддувом значения Pz доходят до 12…15 МПа.
После обоснованного выбора величины Pz определяют степень повышения давления
. (19)
Расчетные значения величины 
должны находиться в пределах:
- для карбюраторных двигателей 
;
- для дизелей 
Температура Tz в конце процесса сгорания определяется из уравнения сгорания
, (20)
где 
– коэффициент активного тепловыделения (коэффициент использования тепла) в процессе видимого сгорания;
Hu – низшая теплотворность топлива; МДж/кг моль;
q1,q2 – объемные (мольные) доли воздуха и продуктов совершенного сгорания в рабочей смеси;
– коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси;
Uc,, Uz – внутренняя энергия воздуха при температуре, соответственно, Tc и Тz, МДж/кг моль;
Uoc,Uoz – внутренняя энергия продуктов совершенного сгорания при температуре, соответственно. Tc и Тz, МДж/кг моль;
M1 – число киломолей свежего заряда, приходящееся на 1 кг топлива;
rо, rz – объемные (мольные) доли продуктов совершенного сгорания и избыточного воздуха в продуктах сгорания.
Численные значения величины Tz должны находиться в пределах:
- для карбюраторных двигателей 
;
- для дизелей 
.
Численным значением 
должны находиться в пределах:
- для карбюраторных двигателей 
= 0,85…0,95;
- для быстроходных дизелей с
нераздельными камерами сгорания = 0,75…0,85;
- для дизелей с раздельными
камерами сгорания = 0,7…0,8.
По уравнению Д.И. Менделеева определяется Низшая теплотворность топлива
(21)
Для дизельного топлива 
Для карбюраторного топлива 
Объемная доля воздуха в рабочей смеси определяется по формуле
q1 
. (22)
Объемная доля продуктов совершенного сгорания в рабочей смеси определяется уравнением
. (23)
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси определяется по формуле
. (24)
Значение внутренних энергий воздуха и продуктов совершенного сгорания в зависимости от температуры приведены в таблице 3.
Для температур, отличающихся от табличных значений, внутренние энергии определяются линейным интерполированием.
Таблица 3.Данные для определения величин внутренних энергий
| t,oC | Воздух, U1 МДж/кг моль | Продукты совер-шенного сгорания, Uo МДж/кг.моль | t,oC | Воздух, U1 МДж/кг моль | Продукты совер-шенного сгорания, Uo МДж/кг.моль |
| 400 | 8,59 | 9,49 | 1800 | 44,98 | 51,51 |
| 500 | 10,88 | 10,88 | 1900 | 47,78 | 54,85 |
| 600 | 13,25 | 12,09 | 2000 | 50,63 | 58,16 |
| 700 | 15,67 | 14,76 | 2100 | 53,47 | 61,51 |
| 800 | 18,16 | 17,54 | 2200 | 55,42 | 63,99 |
| 900 | 20,69 | 20,38 | 2300 | 58,07 | 67,23 |
| 1000 | 23,27 | 23,27 | 2400 | 60,72 | 70,47 |
| 1100 | 25,88 | 25,88 | 2500 | 63,37 | 73,71 |
| 1200 | 28,54 | 28,54 | 2600 | 66,02 | 76,95 |
| 1300 | 31,22 | 35.46 | 2700 | 68,67 | 80,19 |
| 1400 | 33,93 | 38,66 | 2800 | 71,32 | 83,43 |
| 1500 | 36,67 | 41,80 | 2900 | 73,97 | 86,67 |
| 1600 | 39,42 | 45,06 | 3000 | 76,62 | 89,91 |
| 1700 | 42,18 | 48,26 | 3100 | 79,27 | 93,15 |
Число киломолей продуктов совершенного сгорания, кг·моль/кг·топл.,
. (25)
Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива, кг·моль/кг·топл.,
. (26)
Число киломолей свежего заряда, кг·моль/кг·топл.,
. (27)
Число киломолей продуктов сгорания 1 кг топлива, кг·моль/кг·топл.,
(28)
при 
Объемная (мольная) доля продуктов совершенного сгорания в продуктах сгорания
. (29)
Объемная (мольная) доля избытка воздуха в продуктах сгорания, кг·моль/кг·топл.,
. (30)
Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси, кг·моль/кг·топл.,
. (31)
Степень предварительного расширения
. (32)
Для дизелей 
.
Для карбюраторных двигателей 
не определяют.
Уравнение сгорания (20) после определения входящих в него величин решается графоаналитическим способом. Левая часть уравнения содержит известные величины. Обозначим ее буквой А. В правой части уравнения (20) – неизвестная температура Tzи зависящие от нее значения внутренних энергий воздуха Uz и продуктов совершающих сгорания Uoz. Задаваясь каким-либо значением температуры (порядка 1700…1900 C) и найдя по таблице 3 значения Uz и Uoz при этой температуре, вычисляют правую часть уравнения (20). Обозначим ее B 1. Если полученное значение B 1 меньше А, необходимо задаться новым, более высоким значением температуры 
и найти новое значение правой части уравнения B 2 (если B 1 > A, то необходимо задаться < 
). Значение A должно находиться между B 1 и B 2. Если этого не получилось, необходимо задаться третьим значением 
и найти B 3. Затем построить график B=f(tZ) (рисунок 1): по оси абсцисс откладывается t°С, по оси ординат значение B. Затем по оси ординат отмечается точка В = А, а по оси абсцисс находится искомая температура tZ. Для проверки правильности решения уравнения необходимо найти значение правой части уравнения при найденной температуре tZ и, сопоставляя со значением левой части уравнения, оценить погрешность вычислений.
