Соотношения значений политроп и адиабат сжатия для

Различных типов двигателей внутреннего сгорания

Тип двигателя	n 1
Бензиновый	(k 1–0,00)–(k 1–0,04)
Дизель	(k 1+0,02)–(k 1–0,02)

 

При одинаковых значениях ε и T_a значение n ₁ для бензиновых двигателей обычно ниже, чем для дизелей, т.к. в процессе сжатия топливовоздушной смеси происходит испарение топлива с поглощением теплоты. Кроме того, наличие паров топлива повышает теплоемкость смеси, что также снижает величину n ₁.

2. Определяется давление в конце процесса сжатия, МПа

.

(5.1)

3. Определяется температура в конце сжатия, К

.

(5.2)

 

Рис. 5.1. Номограмма для определения показателя адиабаты сжатия

В современных двигателях давление и температура в конце процесса сжатия изменяются в пределах, указанных в табл. 5.2. Для дизелей с наддувом значения p_c и T_c повышаются в зависимости от степени наддува.

Таблица 5.2

Давление и температура в конце процесса сжатия в двигателях внутреннего сгорания

 

Тип двигателя	Давление, МПа	Температура, К
С электронным впрыском	1,0–2,5	650–850
Карбюраторный	0,9–2,0	600–800
Дизель без наддува	3,5–5,5	700–900

 

4. Определяется средняя мольная теплоемкость в конце сжатия.

а) Средняя мольная теплоемкость свежей смеси в конце сжатия принимается равной теплоемкости воздуха и определяется по табл. 5.3 или может определяться по формулам, кДж/(кмоль·град):

– в интервале температур 0–1500 ºC

;

(5.3)

– в интервале температур 1501–2800 ºC

.

(5.4)

 

Таблица 5.3

Средняя мольная изохорная теплоемкость газов

Темпе-ратура, ºC	Средняя мольная изохорная теплоемкость отдельных газов, кДж/(кмоль·град)
Воздух	O2	N2	H2	CO	CO2	H2O
	20,759	20,960	20,705	20,303	20,809	27,546	25,185
	20,839	21,224	20,734	20,621	20,864	29,799	25,428
	20,985	21,617	20,801	20,759	20,989	31,746	25,804
	21,207	22,086	20,973	20,809	21,203	33,442	26,261
	21,475	22,564	21,186	20,872	21,475	34,936	26,776
	21,781	23,020	21,450	20,935	21,785	36,259	27,316
	22,091	23,447	21,731	21,002	22,112	37,440	27,881
	22,409	23,837	22,028	21,094	22,438	38,499	28,476
	22,714	24,188	22,321	21,203	22,756	39,450	29,079
	23,008	24,511	22,610	21,333	23,062	40,304	29,694
	23,284	24,804	22,882	21,475	23,351	41,079	30,306
	23,548	25,072	23,142	21,630	23,623	41,786	30,913
	23,795	25,319	23,393	21,793	23,878	42,427	31,511
	24,029	25,549	23,627	21,973	24,113	43,009	32,093
	24,251	25,763	23,849	22,153	24,339	43,545	32,663
	24,460	25,968	24,059	22,333	24,544	44,035	33,211
	24,653	26,160	24,251	22,518	24,737	44,487	33,743

Окончание табл. 5.3

Темпе-ратура, ºC	Средняя мольная изохорная теплоемкость отдельных газов, кДж/(кмоль·град)
Воздух	O2	N2	H2	CO	CO2	H2O
	24,837	26,345	24,435	22,698	24,917	44,906	34,262
	25,005	26,520	24,603	22,878	25,089	45,291	34,756
	25,168	26,692	24,766	23,058	25,248	45,647	35,225
	25,327	26,855	24,917	23,234	25,394	45,977	35,682
	25,474	27,015	25,063	23,410	25,537	46,283	36,121
	25,612	27,169	25,202	23,577	25,666	46,568	36,540
	25,746	27,320	25,327	23,744	25,792	46,832	36,942
	25,871	27,471	25,449	23,908	25,909	47,079	37,331
	25,993	27,613	25,562	24,071	26,022	47,305	37,704
	26,120	27,753	25,672	24,234	26,120	47,515	38,060
	26,250	27,890	25,780	24,395	26,212	47,710	38,395
	26,370	28,020	25,885	24,550	26,300	47,890	38,705

 

б) Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце сжатия определяется по табл. 5.4 для бензина или по табл. 5.5 для дизельного топлива

При невозможности определить среднюю массовую изохорную теплоемкость остаточных газов по табл. 5.4 или табл. 5.5, вследствие несоответствия элементарного состава топлива, ее можно определить по формуле, кДж/(кмоль·град)

(5.5)

в) Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси (свежая смесь плюс остаточные газы) определяется по формуле, кДж/(кмоль·град)

.

(5.6)

 

Расчет процесса сгорания

Процесс сгорания – основной процесс рабочего цикла двигателя, в течение которого теплота, выделяющаяся вследствие сгорания топлива, идет на повышение внутренней энергии рабочего тела и на совершение механической работы.

Целью расчета процесса сгорания является определение температуры и давления в конце видимого сгорания.

 

Таблица 5.4