Расчет процесса газообмена

Протекание газообмена в цилиндре двигателя включает удаление из цилиндра отработавших газов и наполнение его свежим зарядом. Задачей расчета процесса газообмена является определение следующих конечных его параметров.

1)Давление и температура заряда в начале сжатия – р_а,Т_а;

2)коэффициент остаточных газов - g_r,

3)коэффициент наполнения – h_v.

Для определения их значений в начале определим:

плотность воздуха окружающей среды

(1)

1,25 кг/м³;

среднюю скорость смеси (воздуха) на впуске в сечении клапана из уравнения с учетом диаметра цилиндра, хода поршня прототипа

(2)

64,86 м/с;

принимаем Wсм=65 м/с

где S_пп - ход поршня для двигателя, рекомендуемого прототипа. Тогда давление в процессе впуска и к началу такта сжатия - Р, равно

; (3)

0,0942 МПа;

Коэффициент остаточных газов – gr характеризует качество очистки цилиндра и содержание остаточных газов в рабочей смеси. Определяем из соотношения

(4)

0,0694;

где Т_r, р_r, — соответственно температура и давление остаточных газов, К и МПа;

e - степень сжатия двигателя;

DТ - степень подогрева смеси на впуске, К;

Т₀ - температура окружающей среды.

Температура рабочей смеси в конце впуска несколько возрастает за счет подогрева от стенок впускного трубопровода, цилиндра, камеры сгорания и при перемешивании с горячими остаточными газами. Ее значение определяется из зависимости:

(5)

342,4 К;

Основным оценочным показателем совершенства организации процесса газообмена является коэффициент наполнения цилиндра определяем его значения из выражения:

(6)

0,864;

Расчет процесса сжатия.

Основное назначение процесса сжатия - повышение термодинамических параметров состояния рабочей смеси и ее концентрация в небольшом по геометрическим размерам ограниченном объеме камеры сгорания перед воспламенением. Процесс сжатия смеси в двигателе происходит при движении поршня от HMT к ВМТ. Носит политропный характер с переменным показателем политропного процесса n₁.

Определение его текущего значения является весьма затруднительным. В связи, с чем принимается, что процесс происходит по политропе с постоянным значением показателя политропного сжатия. Его начальное значение принимаем из исходных данных, а более близкое значение определяем методом последовательных приближений в процессе расчета с заданной степенью приближения по уравнению:

(7)

1,378.

Значения давления р_с и температуры Т_с в конце сжатия определяем из соотношения зависимостей термодинамических параметров для политропного процесса:

(8)

1,432 МПа;

(9)

722,1 К.