Процессы впуска и выпуска

а). Задаются значениями: Т_о; р_о; Т_r; р_r; DТ; р_а.

Температура Т_о и давление р_о окружающей среды принимаются в соответствии со стандартными атмосферными условиями: Т_о=273+25=298К; р_о=0, 1 МПа.

Температура Т_r и давление р_r остаточных газов зависят от частоты вращения и нагрузки двигателя, сопротивления выпускного тракта, способа наддува.

Для двигателей со свободным впуском:

р_r=(1, 05…1, 20)р_o,

для двигателей с высокой частотой вращения принимаются большие значения р_r.

Для двигателей с газотурбинным наддувом:

р_r=(0, 75…0, 95)р_к,

давление наддувочного воздуха р_к для существующих двигателей:

р_к=(1, 5…2, 2)р_о.

Температура остаточных газов зависит в основном от коэффициента избытка воздуха a, степени сжатия e, частоты вращения коленчатого вала, нагрузки.

В существующих двигателях значения Т_r соответствуют:

для бензиновых и газовых двигателей-----900…1100 К;

для дизелей------600…900 К.

Большие значения Т_r выбираются для высокооборотных двигателей и двигателей с низкой степенью сжатия.

DТ - степень подогрева свежего заряда во впускном тракте зависит от частоты вращения, наличия наддува и принимается в следующих пределах:

для бензиновых и газовых двигателей --------10…30 ;

для дизелей без наддува ------------------------ 10…20 ;

для двигателей с наддувом ---------------------- 0…10 .

Давление в конце впуска р_а принимается из следующих соотношений:

р_а= р_к - Dр_а; для двигателей без наддува - р_а = р_о - Dр_а.

У двигателей потери давления Dр_а за счет сопротивления впускного тракта находятся в пределах (большие значения принимаются для высокооборотных двигателей):

для бензиновых и газовых двигателей - (0, 05…0, 2)р_о;

для дизелей без наддува - (0, 03…0, 18)р_о;

для дизелей с наддувом - (0, 03…0, 1)р_к.

б). Определяют величины: g _r (коэффициент остаточных газов), Т_a (температура конца наполнения) и h_v (коэффициент наполнения)по следующим формулам:

. (1)

(2)

(3)

Для двигателей без наддува в уравнениях (1), (2), (3) Т_к = Т_о; р_к = р_о.

Температура воздуха за компрессором:

, (4)

где n_к - показатель политропы сжатия в компрессоре, принимается в пределах 1, 4…2.

Для достоверности результатов расчета процесса впуска необходимо ориентироваться на следующие рекомендации.

Коэффициент остаточных газов g _r находится в следующих пределах:

для бензиновых и газовых двигателей - 0, 06…0, 12;

для дизелей без наддува и с наддувом - 0, 03…0, 06.

Значения Т_а для современных двигателей находятся в пределах:

для бензиновых и газовых двигателей – 320…380 К;

для дизелей без наддува – 310…350 К;

для дизелей с наддувом – 320…400 К.

Значения h_v находятся в пределах:

для бензиновых и газовых двигателей – 0, 75…0, 85;

для дизелей без наддува – 0, 8…0, 9;

для дизелей с наддувом – 0, 8…0, 95.

в). В зависимости от принятого значения коэффициента избытка воздуха a определяют массу свежего заряда, введенного в цилиндры двигателя (ориентировочно):

М₁ = a l_о / 29, кмоль,

где l_o = 14, 5 кг. воздуха / кг. топлива – для дизеля;

l_o = 15 кг. воздуха/ кг. топлива – для бензинового двигателя.

Масса воздуха в кмолях: L_o =l_o/29. (29 –масса 1 кмоль воздуха).

Для принятия значения a необходимо учесть способ смесеобразования в соответствии с рекомендациями табл. 1.

Таблица 1

Расчетные значения a в зависимости от способа смесеобразования