Значения коэффициента расхода воздуха для различных типов двигателей внутреннего сгорания

Тип двигателя	α
Карбюраторные двигатели	0,80–0,98
Двигатели с форкамерно-факельным зажиганием	0,85–098 и выше
Двигатели с искровым зажиганием и впрыском топлива	0,85–1,30
Дизели с неразделенными камерами и объемным смесеобразованием	1,40–1,70
Дизели с неразделенными камерами и пленочным смесеобразованием	1,50–1,60
Вихрекамерные дизели	1,30–1,45
Предкамерные дизели	1,40–1,50
Дизели с наддувом	1,30–2,20

Многокамерные карбюраторы, устанавливаемые на современных двигателях, обеспечивают получение почти идеального состава смеси. Наилучший баланс между экономичностью работы двигателя и токсичностью продуктов сгорания в карбюраторных двигателях соблюдается при значениях коэффициента избытка воздуха a в пределах a=0,95–0,98. Двигатели с впрыском топлива и электронным управлением могут обеспечить еще более экономичный состав смеси с меньшей токсичностью продуктов сгорания. Это позволяет на основных режимах работы использовать стехиометрическую топливовоздушную смесь (α ≈ 1).

Лучшие образцы современных дизелей без наддува с объемным смесеобразованием устойчиво работают на номинальном режиме без существенного перегрева при α = 1,4–1,5, а с наддувом при α = 1,6–1,8.

5. Определяется количество горючей смеси для двигателей с воспламенением от искры, кмоль гор. см./кг топл.

,

(2.4)

или количество свежего заряда для двигателей с воспламенением от сжатия, кмоль св. зар./кг топл.

,

(2.5)

где m_т – молекулярная масса паров топлива, кг/кмоль.

Молекулярная масса паров топлива для автомобильных бензинов принимается в пределах m_т = 110–120 кг/кмоль, а для дизельных топлив m_т = 180–200 кг/кмоль.

6. Определяется количество отдельных компонентов продуктов сгорания топлива.

При полном сгорании жидкого топлива (α>1) продукты сгорания состоят из углекислого газа CO₂, водяного пара H₂O, избыточного кислорода O₂ и азота N₂:

– количество углекислого газа, кмоль CO₂/кг топл.

;

(2.6)

– количество водяного пара, кмоль H₂O/кг топл.

;

(2.7)

– количество кислорода, кмоль O₂/кг топл.

;

(2.8)

– количество азота, кмоль N₂/кг топл.

.

(2.9)

При неполном сгорании топлива (α≤1) продукты сгорания представляют собой смесь угарного газа CO, углекислого газа CO₂, водяного пара H₂O, свободного водорода H₂ и азота N₂:

– количество угарного газа, кмоль CO/кг топл.

;

(2.10)

– количество углекислого газа, кмоль CO₂/кг топл.

;

(2.11)

– количество водяного пара, кмоль H₂O/кг топл.

;

(2.12)

– количество свободного водорода, кмоль H₂/кг топл.

;

(2.13)

– количество азота, кмоль N₂/кг топл.

,

(2.14)

где K – постоянная величина, зависящая от отношения количества водорода к оксиду углерода, содержащихся в продуктах сгорания.

Для бензина значение постоянной K находится в пределах K=0,45–0,5.

7. Определяется общее количество продуктов сгорания топлива:

– при полном сгорании жидкого топлива, кмоль пр.сг./кг топл.

;

(2.15)

– при неполном сгорании жидкого топлива, кмоль пр.сг./кг топл.

.

(2.16)