Значения коэффициента использования теплоты для различных типов двигателей
Тип двигателя | ξz |
двигатели с электронным впрыском | 0,90–0,96 |
карбюраторные двигатели | 0,80–0,95 |
быстроходные дизели с неразделенными камерами сгорания | 0,70–0,88 |
дизели с разделенными камерами сгорания | 0,65–0,80 |
газовые двигатели | 0,80–0,85 |
Меньшие значения коэффициента использования теплоты характерны для двигателей с несовершенным смесеобразованием. Величина ξz повышается за счет сокращения потерь теплоты от газов через стенки, выбора рациональной формы камеры сгорания, уменьшения догорания в процессе расширения и выбора коэффициента избытка воздуха, обеспечивающего увеличение скорости сгорания рабочей смеси. Величина коэффициента использования теплоты зависит также от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя и, как правило, уменьшается при снижении нагрузки и частоты вращения коленчатого вала.
Величина коэффициента использования теплоты для двигателей с искровым зажиганием, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, может быть определена по рис. 3.1.
7. Температура газов в конце видимого процесса сгорания определяется на основании первого закона термодинамики, согласно которому теплота, подведенная к термодинамической системе, идет на повышение внутренней энергии системы и на совершение системой полезной работы.
Для двигателей, работающих по циклу с подводом теплоты при V=const, температура в конце видимого процесса сгорания определяется из выражения
![]() | (6.8) |
Для двигателей, работающих по циклу с подводом теплоты при V=const и p=const, температура в конце видимого процесса сгорания определяется из выражения
![]() | (6.9) |
где λ=pz/pc – степень повышения давления; 2270=8,315·273.
Величина степени повышения давления для дизелей устанавливается по опытным данным в основном в зависимости от количества топлива, подаваемого в цилиндр, формы камеры сгорания и способа смесеобразования. Кроме того, на величину λ оказывает влияние период задержки воспламенения топлива, с увеличением которого степень повышения давления растет:
– для дизелей с неразделенными камерами сгорания и объемным смесеобразованием λ=1,6–2,5;
– для вихрекамерных и предкамерных дизелей, а также для дизелей с неразделенными камерами и пленочным смесеобразованием λ=1,2–1,8;
– для дизелей с наддувом величина λ определяется допустимыми значениями температуры и давления в конце видимого процесса сгорания.
В том случае, когда для определения теплоемкостей при температуре в конце видимого сгорания используются приближенные формулы (см. формулу (6.6)), уравнение для определения температуры в конце видимого процесса сгорания после подстановки в него числовых значений всех известных параметров и последующих преобразований принимает вид уравнения второго порядка
,
где A, B, C – числовые значения известных величин.
Откуда
.
Абсолютное значение температуры в конце видимого процесса сгорания, К
![]() | (6.10) |
8. Определяется максимальное давление сгорания теоретическое, МПа:
– для двигателей с подводом теплоты при V=const (двигатели с воспламенением от искры)
![]() | (6.11) |
– для двигателей с подводом теплоты при V=const и p=const (дизели)
![]() | (6.12) |
9. Определяется максимальное давление сгорания действительное, МПа:
– для двигателей с подводом теплоты при V=const
![]() | (6.13) |
– для двигателей с подводом теплоты при V=const и p=const
![]() | (6.14) |
10. Для двигателей с подводом теплоты при V=const определяется степень повышения давления
![]() | (6.15) |
Для двигателей с подводом теплоты при V=const и p=const определяется степень предварительного расширения
![]() | (6.16) |
Значения температуры и давления конца сгорания для современных автомобильных и тракторных двигателей при работе с полной нагрузкой изменяются в пределах, указанных в табл. 6.2.
Таблица 6.2