Основы научных исследований и испытаний двигателей (стр. 16 )

Коэффициент остаточных газов

Температура в начале такта сжатия, К

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного кг топлива, кг

то же, но в

В этих формулах – массовые доли углерода, водорода и кислорода по сродному элементарному составу топлива.

Удельный объём рабочего тела н начало такта сжатия, :

для дизелей

для карбюраторных двигателей

В формулах определения – молекулярная масса воздуха; – коэффициент избытка воздуха; – молекулярная масса топлива. Для бензинов.

Максимальное значение химического коэффициента молекулярного изменения:

для дизелей при

для карбюраторных двигателей при

то же при

Действительный коэффициент молекулярного изменения

Удельный объем рабочего тола в конце сжатия (начале сгорания)

где – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна; – угол ПКВ от ВМТ, при котором начинается сгорание.

Давление в конце сжатия, МПа

, где – масштаб давления по индикаторной диаграмме, ; – ордината давления, соответствующая началу сгорания, мм; – давление окружающей среды, МПа.

Средний показатель политропы сжатия

Температура рабочего тола в конце сжатия, К

При необходимости определяются коэффициент адиабатности процесса сжатия, альтернативный по отношению к среднему показателю политропы сжатия .

Рис. 3.5 Характеристики процесса сгорания

4.4.3.  Определение характеристики теплоиспользования

Использованной называется теплота, которая используется согласно первому закону термодинамики на изменение внутренней энергии рабочего тела и на совершение внешней работы. На элементарном участке 1-2 процесса сгорания по индикаторной диаграмме удельная (на один кг рабочего тела) использованная теплота

где – изменение внутренней энергии рабочего тела на участке 1-2; – удельная работа на участке 1-2; – средняя изохорная теплоемкость на участке l-2; – удельные объемы, давления и температуры рабочего тела на границах участка 1-2.

Заменяя теплоемкость на отношение теплоёмкостей , а также используя Формулу Майера ( – газовая постоянная), после некоторых преобразований получим выражение для удельной использованной теплоты на участке 1-2

Характеристика удельного теплоиспользования

где – число элементарных участков процессов сгорания – расширенная до начала открытия выпускного клапана,

Относительная характеристика теплоиспользования

где – низшая теплота сгорания, отнесенная к одному килограмму рабочего тела.

Для дизелей

для карбюраторных двигателей

В этих уравнениях – низшая теплота сгорания топлива, ; – коэффициент избытка воздуха.

Примесный вид характеристик теплоиспользования и показан на . Если приближенно принять, что к моменту достижения максимального значения характеристики теплоиспользования (при угле ) сгорание заканчивается, то максимальную величину относительной характеристики теплоиспользования можно принять как коэффициент эффективности сгорания .

Таким образом, коэффициентом эффективности сгорания называется доля теплоты сгоревшего топлива, которая использована за процесс сгорания на изменение внутренней энергии и совершение внешней работы. При этом становится известной и Доля неиспользованной в процессе сгорания теплоты, т. е. доля тепловых потерь этого процесса. Значит коэффициент эффективности сгорания показывает также долю тепловых потерь за процесс сгорания (неполнота сгорания, теплопередача в стенки, диссоциация продуктов сгорания, гидравлические потери).

Коэффициентом эффективности сгорания связаны величины доли выгоревшего топлива и доли использованной теплоты :

откуда

Эти зависимости используются при определении коэффициентов молекулярного изменения, температуры рабочего тела и отношения теплоемкостей в процессе сгорания. Так, температура рабочего тела в конце элементарного участка

где – средний на участке 1-2 действительный коэффициент молекулярного изменения; – действительные коэффициенты молекулярного изменения по границам участка 1-2, определяемые по зависимости