2.2.4 Тепловой баланс двигателя

Распределение тепла (кДж/с), выделяемого при сгорании, происходит на следующие составляющие:

Q_т = Q_e + Q_г + Q_н + Q_ост + Q_ох ,

,

,

,

где Q_т – тепло, выделенное при сгорании топлива;

Q_е – тепло, превращенное в эффективную работу (Q_е=10³N_е);

Q_г – тепло, теряемое с отработавшими газами, в котором средние молекулярные теплоемкости продуктов сгорания и свежего заряда при постоянном давлении определяются следующим образом:

• при   1 (карбюраторные двигатели)

C_рr = 8,32 + C_vr = 8,32 + (18,43 + 2,6) + (15,5 + 13,8)10^–4 Т_r ;

• при   1 (дизельные двигатели)

T_r ,

где температура газов (К) в выхлопной трубе T_r = (0,90 – 0,92) T_г и средняя молекулярная теплоемкость свежего заряда при постоянном давлении

C_р0 = 8,32 + C_v0 = 8,32 +(20,76 + 1,7410^–3 Т₀).

Q_н – тепло, потерянное в результате неполноты сгорания топлива (определяется только для карбюраторных двигателей)

Q_ост – тепло неучтенных тепловых потерь

Q_ост = 0,1Q_т.

Q_ох – тепло, отведенное в систему охлаждения двигателя,

Q_ох = Q_т – (Q_е + Q_г + Q_н +Q_ост).

Составляющие теплового баланса выражаются в процентах

Средние значения составляющих теплового баланса для карбюраторных и дизельных двигателей в номинальном режиме приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Средние значения составляющих

Теплового баланса (в процентах)

Тип двигателя	qe	qох	qг	qн	qост
Карбюраторный	22…28	14…28	30…35	0…30	4…9
Дизельный	29…42	16…35	25…30	0…5	2…5

2.2.5 Основные параметры цилиндра и двигателя

Литраж двигателя

л.

Рабочий объем одного цилиндра

, л.

Диаметр цилиндра

, мм,

где – тактность двигателя; z – число цилиндров; V_h – рабочий объем цилиндров, л; S – ход поршня, м.

2.2.6 Уточненные параметры и показатели двигателя

Основные параметры и показатели двигателя уточняются по окончательно принятым значениям D и S:

• площадь поршня , см²;

• литраж , л;

• мощность , кВт;

• литровая мощность , кВт/л;

• крутящий момент , Нм;

• часовой расход топлива , кг/ч.

2.3 Тепловой расчет бензинового двигателя с впрыском топлива

2.3.1 Выбор и обоснование исходных данных

Низшая теплота сгорания топлива

, кДж/кг,

где состав бензина принимают равным С = 0,855; Н = 0,145.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива

, кмоль возд./кг топл.

, кг возд./кг топл.

Расчет показателей рекомендуется производить в диапазоне частот вращения коленчатого вала от режима минимальной частоты вращения = 600 – 1000 мин^-1 до режима максимальной скорости автомобиля , где – частота вращения коленчатого вала на режиме максимальной мощности двигателя (обозначение в дальнейшем ).

Количество горючей смеси

, кмоль гор. см./кг топл.,

где – коэффициент избытка воздуха (для основных рабочих режимов = 1,0; для режима минимальной частоты вращения = 0,96; для режима максимальной скорости = 0,98); m_Т – молекулярная масса бензина (m_Т = 115 кг/кмоль).

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания

, кмоль СО₂/кг топл.; М_СО = 0, кмоль СО/кг топл.;

, кмоль Н₂0/кг топл.; 0, кмоль Н₂/кг топл.;

, кмоль N₂ /кг топл.