Тепловой расчет двигателя

1.1. Параметры окружающей среды принимаются в соответствии с ГОСТ: Т₀=298 К, р₀=0,1 Мпа.

1.2. Выбираем топливо для двигателя: бензин АИ-95

1.3. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания топлива определяем по формулам (4) и (5):

l₀ = (1/0,23)*(8/3*C+8*H-O); (4)

l₀ = (1/0,23)*(8/3*0,855+8*0,145-0) = 14,956 кг воздуха/кг топлива.

L₀ = (1/0,208)*(C/12+H/4-O/32); (5)

L₀ = (1/0,208)*0,855/12+0,145/4-0) = 0,517 кмоль воздуха/кг топлива.

1.4. Количество свежего заряда определяем по формуле (6):

принимаем m_т=115 кг/моль

М₁ = α*L₀+1/m_т; (6)

М₁ = 0,9*0,517+1/115 = 0,474 кмоль воздуха/кг топлива

1.5. Давление в конце такта впуска определяем по формуле (7):

p_a = ξ_вп*p_k; (7)

При отсутствии наддува p_k= p₀ , ξ_вп – коэффициент, учитывающий суммарные потери давления при впуске (коэффициент сопротивления впускной системы).

Для четырехтактных бензиновых двигателей ξ_вп = 0,80…0,90, принимаем ξ_вп =0,87. Тогда давление определяем по формуле (8):

p_a = ξ_вп*p₀; (8)

p_a = 0,85*0,1 = 0,085 МПа.

1.6. Выбор степени сжатия

В соответствии с выбранным топливом бензин Аи-92, применением на двигателе жидкостного охлаждения, принимаем ε= 8,5.

1.7. Величина подогрева свежего заряда

Для бензинового двигателя ∆T = 0...20⁰.

С учетом жидкостного охлаждения, принимаем ∆T=5⁰

1.8. Параметры остаточных газов

Давление p_r определяется по эмпирической зависимости:

– для двигателей с выпуском газов в атмосферу определяется по формуле (9): p_r = ξ_вып*p₀, (9)

где p₀ – давления соответственно атмосферное ;

ξ_вып -коэффициент, учитывающий сопротивление выпускного тракта в зависимости от его конструкции и режимных факторов.

принимаем коэффициент сопротивления выпускной системы ξ_вып = 1,16

1.9. Температура остаточных газов

принимаем T_r = 900 K.

Тогда давление

p_r =1,16*0,1=0,116 МПа.

1.10. Коэффициент остаточных газов определяем по формуле (10):

γ_r = ξ_оч * * ; (10)

принимаем ξ_доз= ξ_оч= ξ=1

γ_r = 1 * * = 0,064.

1.11. Количество рабочей смеси рассчитывается по уравнению (11):

M = M₁+M_r = M₁*(1+ γ_r); (11)

M = 0,474*(1+0,064) = 0,5043 кг рабочей смеси/кг топлива.

1.12. Температура рабочей смеси определяется по формуле (12):

T_a = ; (12)

T_a = = 339 K.

1.13. Коэффициенты наполнения для двигателя без наддува определяется по формуле (13):

η_v = ξ_доз* * * *(1- ); (13)

η_v = 1* * * *(1- ) = 0,794

1.14. Давление и температуру в конце сжатия вычислим по уравнениям (14) и (15):

принимаем n₁ = 1,36

p_c = p_a*ε^n₁; (14)

p_c = 0,085*8,5^1,36 = 1,561 МПа;

T_c = T_a*ε^(n₁-1); (15)

T_c = 339*8,5^0,36 = 737 K.