Тепловой и динамический расчет двигателя ВАЗ-2106 (стр. 2 из 6)

;

Температура в конце впуска:

К;

Коэффициент наполнения:

.

Процесс сжатия. Средний показатель адиабаты сжатия k₁при ε =8,5 и рассчитанных значениях Т_а определяется по графику, а средний показатель политропы сжатия n₁ принимается несколько меньше k₁. При выборе n₁ учитывается, что с уменьшением частоты вращения теплоотдача от газов в стенки цилиндра увеличивается, а n₁ уменьшается по сравнению с k₁ более значительно:

k1	1,3772
Tα	336	К
n1	1,377

Давление в конце сжатия

МПа;

Температура в конце сжатия

К;

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) свежей смеси (воздуха):

,

где

tc	479,88	°С
	21,87	кДж/(кмоль · град);

б) остаточных газов

- определяется методом экстраполяции;

α = 0,96 и t_c =480 °С

кДж/(кмоль • град);

в) рабочей смеси

кДж/(кмоль • град);

Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения горючей

и рабочей смеси

μ₀=0,5360/0,5041=1,0633;

μ=(1,0633+0,04902)/(1+0,04902)=1,06034;

Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива:

∆Н_u= 119950(1— α)L₀.

∆Н_u= 119950·(1— 0,6)·0,516=2476 кДж/кг.

Теплота сгорания рабочей смеси

Н_раб.см = (Н_u - ∆H_u)/[М₁(1 + γ_r)]

Нраб.см = (43930 - 2476)/[0,5041(1 + 0,04902)]=78391 кДж/кмоль раб. см;

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания

=(1/0,536) [0,0655 ∙(39,123 + 0,003349t_z) +0,0057∙ (22,49 + 0,00143t_z) + 0,0696 (26,67 + 0,004438t_z) + 0,0029 (19,678 + 0,001758t_z) + 0,3923(21,951+ 0,001457t_z)] = 24,656 + 0,002077t_z кДж/(кмоль∙град).

Величина коэффициента использования теплоты ξ_z при п = 5600 и 6000 об/мин в результате значительного догорания топлива в процессе расширения снижается, а при т = 900 об/мин ξ_z интенсивно уменьшается в связи с увеличением потерь тепла через стенки цилиндра и неплотности между поршнем и цилиндром. Поэтому при изменении скоростного режима ξ_z ориентировочно принимается в пределах, которые имеют место у работающих карбюраторных двигателей:

ξz

0,91

Температура в конце видимого процесса сгорания

0,9 78390 + 21,9627 ∙ 480 = 1,0603 ∙ (24,656 + 0,002077t_z)t_z, или

, откуда

°C;

T_z=t_z+273=2574+273=2847 K;

Максимальное давление сгорания теоретическое

р_z = p_cμT_z/T_c .

р_z = 1,6189·1,06034·2847/752=6,4988 МПа;

Максимальное давление сгорания действительное р_zд = 0,85/ р_z;

рzд

5,524

МПа

Степень повышения давления

λ= р_z /p_c

λ

4,0143

Процессы расширения и выпуска. Средний показатель адиабаты расширения k₂ определяется по номограмме при заданном ε =8,5 для соответствующих значений α и Т_z, а средний показатель политропы расширения n₂ оценивается по величине среднего показателя адиабаты:

α	0,96
Tz	2847	К
k2	1,2518
n2	1,251

Давление и температура в конце процесса расширения

и

р_b= 6,4988/8,5^1,251 = 0,4468 МПа и Т_b= 2847/8,5^{1,251 -1} = 1664,8 К;

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

;

газов принята в начале расчета достаточно удачно, так как ошибка не превышает 1,7%.

Индикаторные параметры рабочего цикла. Теоретическое среднее индикаторное давление

;

Среднее индикаторное давление:

МПа

где коэффициент полноты диаграммы принят φ_и = 0,96;

pi

1,0729

МПа

Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива

и

; г/(кВт·ч);

Эффективные показатели двигателя. Среднее давление механических потерь для карбюраторного двигателя с числом цилиндров до шести и отношением S/D≥1

Предварительно приняв ход поршня S равным 80 мм, получим υ_п.ср. = Sn/3 10⁴ = 80 n/3 ·10⁴ = =0,002667n м/с, тогда р_м = 0,049 + 0,0152 • 0,002667n МПа, а на различных скоростных режимах:

υп.ср	14,4018	м/с
рм	0,2677	МПа

Среднее эффективное давление и механический КПД

и ;

pi	1,0729	МПа
pe	0,8052	МПа
ηм	0,75049

Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива:

и ;

ηi	0,3353	МПа
ηe	0,252	МПа
ge	325	г/(кВт·ч)

Основные параметры цилиндра и двигателя. Литраж двигателя:

V_л = 30τN_e/(p_en) = 30 4 54/(0,8052 5400) = 1,545л.

Рабочий объем одного цилиндра:

V_h = V_л/i = 1,545/4 = 0,38625 л.

Диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят S = 80 мм, то

мм

Окончательно принимается D == 79мм и S = 80 мм.