Температура и давление в конце сгорания в карбюраторных и дизельных двигателях

Температура в конце сгорания T_z для двигателей любого типа вычисляется по уравнению сгорания:

(ξH_u/M₁(1+γ_r))+(mC_v+8,315λ)T_c=mC^''_pμT_z,

где ξ – коэффициент использования тепла (ξ=0,70-0,90); H_u – низшая удельная теплота сгорания топлива (кДж/кг); mC_v, C^''_p – средние молярные теплоёмкости воздуха при постоянном объёме продуктов сгорания и постоянном давлении (кДж/кмоль•К).

Температура сгорания при работе с полной нагрузкой:

1) – в карбюраторных двигателях T_z=2300-2800 К;

2) – в дизельных двигателях T_z=1800-2200 К.

Низшая удельная теплота сгорания H_nравна:

1) – для автомобильных бензинов 44000 кДж/кг;

2) – для дизельного топлива 42500 кДж/кг.

Для практических расчётов допускается использование приближённых зависимостей средних молярных теплоёмкостей:

- свежего заряда

mC_v=20,16+1,74•10^-3T_c;

- продуктов сгорания в карбюраторных двигателях α=0,8-1,0

mC^''_v=(18,4+2,6α)+(1,6+1,4α)•10^-3T_z;

- продуктов сгорания в дизельных двигателях α=1,0-1,8

mC^''_v=(20,1+0,92/α)+(1,4/α+1,6)•10^-3T_z.

Давление в конце сгорания может быть вычислено из уравнений состояния газов для начала и конца сгорания:

p_cV_c=8,315(M₁+M_r)T_c;

p_zV_z=8,315(M₂+M_r)T_z.

Разделив второе уравнение на первое с учетом того, что V_z/V_p=ρ (степень предварительного расширения),

M₂+M_n/M₁+M­­_r­=μ и p_z/p­_c=(μ/ρ)•(T_z/T_c).

Откуда

p_z=p_c•(μ/ρ)•(T_z/T_c).

Для карбюраторных двигателей ρ=V_z/V_c=1 и формула для определения давления примет вид:

p_z=μ•( T_z/T_c)•p_c.

При выполнении расчётов задаются величиной λ=p_z/p_c (степень повышения давления): λ=3-4 – для карбюраторных двигателей и λ=1,2-2,4 для дизельных двигателей. В этом случае давление конца сгорания:

p_z=λp_c.

Значение максимального давления в конце сгорания при полной нагрузке находится в пределах:

1) – для карбюраторных двигателей 3,5-5,5 МПа;

2) – для дизельных двигателей 6-10 МПа.

Степень предварительного расширения для дизельных двигателей принимается ρ=1,2-1,7.

17*