Величина для дизелей изменяется в пределах .

Низшую теплоту сгорания дизельного топлива принимаем:

.

Средняя мольная теплоемкость свежего заряда

кДж/кмоль·К.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания для дизелей

Значения коэффициента использования теплоты при работе дизельного двигателя на номинальном режиме следующие . Принимаем .

Максимальная температура сгорания подсчитывается по уравнению

Степень повышения давления

.

Величину степени повышения давления для дизелей с неразделенными камерами сгорания и объемным смесеобразованием выбирают в следующих пределах: . Принимаем .

Решая уравнение (1), находим :

,

,

К.

Величина теоретического максимального давления цикла и степень повышения давления:

Численное значение степени повышения давления λ у дизелей с предкамерным и вихрекамерным смесеобразованием . Принимаем .

Действительное давление

МПа,

Процесс расширения

Степень предварительного расширения для дизельных двигателей

Степень последующего расширения

.

Давление в конце расширения

МПа.

Величина среднего показателя политропы расширения для дизельных двигателей .

Температура в конце расширения

К.

Процесс выпуска

Параметрами процесса выпуска ( и ) задаются в начале расчета процесса впуска. Правильность предварительного выбора величин и проверяется по формуле профессора Е. К. Мазинга:

К.

Погрешность вычислений составляет

.

Выбор размеров и числа цилиндров

Выбор размеров и числа цилиндров производится на основе следующих соображений.

Диапазон возможного изменения диаметра цилиндра можно определить, используя зависимость D = f(n) для существующих моделей двигателей. Точки на графиках соответствуют реальным двигателям, степень концентрации точек указывает предпочтительность выбора размеров цилиндра при заданной частоте вращения. Верхние границы заштрихованной области относятся к короткоходным (S/D = 0, 8...0, 9), а нижние – к длинноходным (S/D = 1, 1...1, 2) двигателям. При известных типах двигателя и частоте вращения по рис. 1.1 можно определить диапазон предпочтительных диаметров цилиндра. Назначив стандартный D=100мм, по соответствующему соотношению S/D определяют ход поршня S

мм

и ориентировочно среднюю скорость поршня:

м/с

По заданным номинальной мощности , частоте вращения коленчатого вала , оцененным размерам цилиндра определяют их число i. Следует учитывать, что число цилиндров в свою очередь определяется уровнем форсированием двигателей по мощности, т.е. литровой мощностью.

Для определения литровой мощности по известному диаметру принимаем

По принятому диаметру цилиндра устанавливают пределы изменения литровой мощности двигателя (на графиках литровая мощность измерена в л.с./л, для перевода в кВт/л найденное на графике значение литровой мощности необходимо умножить на 0, 736.)

кВт/л

и цилиндровую мощность

где V_h – рабочий объем цилиндра, л; D и S – в дм.

При заданной эффективной мощности двигателя кВт требуемое число цилиндров

Полученное значение i округляют до ближайшего целого числа, однако желательно исключить значения i = 6

После определения числа цилиндров следует уточнить значение литровой мощности по формуле

Находим среднее индикаторное давление цикла для нескругленной индикаторной диаграммы:

МПа

Определяем действительное среднее индикаторное давление

МПа

где ν – коэффициент полноты индикаторной диаграммы. Для ориентировочных расчетов для дизелей принимать ν = 0, 92...0, 95

Определение основных размеров двигателя, показателей топливной экономичности и КПД

Среднее эффективное давление:

МПа

где – механический КПД двигателя, который для дизелей без наддува

= 0, 75...0, 80;

Рабочий объем цилиндров (литраж) проектируемого двигателя в литрах:

л

где -эффективная мощность двигателя на номинальном режиме

τ – коэффициент тактности (для четырехтактных двигателей τ = 2).

Рабочий объем одного цилиндра:

Находим диаметр цилиндра:

мм

принимаем мм

Определяем индикаторный КПД двигателя

принимаем кг/м³

Эффективный КПД двигателя:

Индикаторный и эффективный удельные расходы топлива при работе двигателя на номинальном режиме определяются по формулам:

г/кВт·ч

г/кВт·ч

Результатов теплового расчета сводим в таблицу 1

Таблица 1. Анализ результатов теплового расчета

Для оценки проектируемого двигателя и сравнения его с прототипами определяются следующие показатели:

– удельная литровая мощность кВт/л

– средняя скорость поршня м/с

– удельную поршневую мощность кВт/л

где – площадь днища поршня, дм².

Параметры, полученные путем теплового расчета, сравниваются с их значениями у современных двигателях и заносятся в таблицу 2:

Таблица 2. Параметры двигателя

Показатель	Расчетные значения	Табличные значения
Удельная литровая мощность кВт/л	12, 88	7.2...15.5
Удельную поршневую мощность кВт/л	14, 108	8.6...19.3
Средняя скорость поршня м/с	8, 433	6.0...9.2

Вывод: в ходе практической работы изучили методику расчета теплового режима двигателя внутреннего сгорания.