Определение основных характеристик рабочего тела

Рис 1.1 – Изменение надпоршневого объема в зависимости от угла поворота

Коленчатого вала.

Расчёт эффективной площади проходных сечений клапанов

Расчёт эффективной площади проходных сечений клапанов выполнен по максимальному значению , продолжительность подъема и посадки клапанов:

;

,

где φ_н.о.,φ_н.з. – углы поворота кривошипа, соответствующие началу открытия и началу закрытия клапана; φ_п.о.,φ_п.з – продолжительность подъема и посадки клапана в гр. п.к.в. (φ_п.о.=φ_п.з =90 гр. п.к.в.);

Максимальная площадь проходного сечения впускного клапана:

Максимальная площадь проходного сечения выпускного клапана:

где d_gs = 0,0275 м, d_gb = 0,0325 м – диаметры горловины клапана, d_sht = 0,008 м – диаметр штока клапана.

Максимальным значениям проходных сечений клапанов соответствует коэффициенты расхода . Результаты расчёта приведены в таблице 1.2 и 1.3, по результатам расчёта построена диаграмма изменения эффективной площади проходных сечений клапанов рис. 1.2.

Таблица 1.2 - Расчёт эффективной площади проходных сечений впускных клапанов

впускной клапан
подьем клапана	ϕ	посадка клапана	ϕ
		2058,371507
2,507044768		2042,735862
30,57121533		1996,304011
88,9777833		1920,486761
175,9520947		1817,587781
288,851479		1690,733604
424,2455456		1543,77863
578,0204144		1381,188012
745,5037136		1207,901984
921,6065481		1029,185753
1100,978122		850,4695228
1278,168322		677,1834945
1447,793312		514,5928767
1604,699123		367,637903
1744,118252		240,7837261
1861,814518		137,8847457
1954,211781		62,06749551
2018,502596		15,63564416
2058,371507

Таблица 1.3 - Расчёт эффективной площади проходных сечений выпускных клапанов

выпускной клапан
подьем клапана	ϕ	посадка клапана	ϕ
1,671363179		1372,247671
20,38081022		1361,823908
59,3185222		1330,869341
117,3013965		1280,324507
192,5676527		1211,725187
282,8303638		1127,155736
385,3469429		1029,185753
497,0024758		920,7920081
614,4043654		805,2679892
733,9854149		686,1238355
852,1122145		566,9796818
965,1955411		451,455663
1069,799415		343,0619178
1162,745501		245,0919353
1241,209679		160,522484
1302,807854		91,92316382
1345,668397		41,37833034
1372,247671		10,42376277

Рис 1.2. – Изменение эффективной площади проходных сечений клапанов

Определение основных характеристик рабочего тела

Объемная доля паров воды в воздухе:

где = 2337 Па – парциальное давление насыщенных паров воды соответствующее заданной температуре окружающей среды равной 20˚С; α = 1,7; Р₀ = 101300 Па - давление окружающей среды.

Объемная доля кислорода во влажном воздухе:

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива с учетом влажности:

где C = 0,87; H = 0,125; O = 0,005

Объемные доли компонентов свежего заряда на впуске:

Проверка точности вычислений объемных долей компонентов свежего заряда:

Погрешность вычислений:

Молярная масса свежего заряда:

где = 28 кг/кмоль – молярная масса азота; кг/кмоль – молярная масса кислорода; кг/кмоль – молярная масса воды.

Газовая постоянная для 1 кг свежего заряда, Дж/(кг·К):

Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости свежего воздуха при постоянном объеме в интервале температур 0…1000ºС:

Количество продуктов сгорания, приходящихся на 1 кг топлива в кмолях:

Объемные доли компонентов, входящие в состав продуктов сгорания:

Проверка точности вычислений объемных долей компонентов продуктов сгорания:

Химический коэффициент молекулярного изменения:

Молярная масса продуктов сгорания:

где μ_СО2 = 44 кг/кмоль молярная масса СО₂; μ_СО = 28 кг/кмоль молярная масса СО.

Газовая постоянная продуктов сгорания для 1 кг продуктов сгорания, Дж/(кг·К):

Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости продуктов сгорания при постоянном объеме в интервале температур 0…1000ºС:

Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости продуктов сгорания при постоянном объеме в интервале температур 1000….2700ºС: