a³1,0; ,                    (1.9)

      ( )

     где: С = 0,87; Н = 0,125 – элементарный состав топлива для дизеля (ориентировочно).

     Определяем  температуру газов в цилиндре в конце процесса сгорания из уравнений:

    для бензинового двигателя 

              (1.10)

      ;

     71168,58 = 1,03· ;

     где:   С_vz – теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении:

     С_pz =(20,2 + 0,92/a) + (15,5 + 13,8/a) 10 ^–4 Т_z +8,314                             (1.11)

     С_рz =(20,2 + 0,92/1,8) + (15,5 + 13,8/1,8) 10 ^–4 Т_z+8,314   

     С_pz =29,025+0,0023 Т_z;

     m -коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси в ходе сгорания m= ,   m=1,03; (значения m находятся в пределах 1,01…1,1);

     x - коэффициент использования теплоты в ходе сгорания, для дизельных двигателей - x=0,7…0,9;

     Н_u- низшая теплотворная способность топлива:

     для дизеля -

     Уравнение (1.10) после подстановки соответствующих  значений решаем как квадратное уравнение:

     А Т_z² + В Т_z + C =0,

     0,0023 Т_z²+29,025 Т_z – 71168,58 = 0;

     T_z =

     T_z1 = ;

     T_z = 2103,3 (К) 
 

     Определяем  максимальное давление газов в цилиндре по формуле:

     для дизельных двигателей ,                                       (1.12)

     р_z = 1,5·8 = 12 (МПа);

    Степень повышения давления для дизельных  двигателей:

    l = р_z /р_с                                                             (1.13)

    l = 12/8 = 1,5 

 

• Процесс расширения

 

     Определяем  параметры процесса расширения: n₂; р_b; Т_b.

     Показатель  политропы расширения n₂ определяем из соотношения:

     n₂ = 1,22 + 130 / n_н.                                                   (1.14)

     n₂ = 1,22 + 130 / 1600 = 1,3

     Давление  и температура конца расширения:

     для дизельных двигателей                                       (1.15)

      (МПа)

     

                                                       (1.16)

      (К) 

 

2.5. Индикаторные показатели  цикла

 

     Определяем  среднее индикаторное давление (теоретическое) газов для дизельного двигателя:    (1.17)

     (МПа)

     Определяют  среднее индикаторное давление (действительное) газов:

     p_i = j_п р₁¹,   p_i = 0,96·1,315 = 1,26 МПа;

     где j_п – коэффициент полноты индикаторной диаграммы, учитывающий ее округление в ВМТ и НМТ, как результат наличия фаз газораспределения, угла опережения впрыскивания топлива или зажигания, а также скорости сгорания топлива. Значения j_п принимаются для дизельных двигателей 0,9…0,96,

     Определяем  индикаторный КПД цикла:

                                                 (1.18)

     

     Определяем  индикаторный удельный расход топлива:

                                             (1.19)

      ( ) 
 
 

 

2.6. Эффективные показатели двигателя

 

     Определяем  среднее давление механических потерь:

                                                        (1.20)

       (МПа);

     где: - средняя скорость поршня, = 0,105 и = 0,012 - эмпирические коэффициенты.

     Определяем  среднее эффективное давление газов:

                                                                    (1.21)

      (МПа)

     Определяем  механический КПД двигателя:

                                                                        (1.22)

     

     Определяем  эффективный КПД двигателя:

                                                               (1.23)

     

     Определяем  удельный эффективный расход топлива:

                                                                  (1.24)

      ( ) 
 
 
 
 
 
 

2.7. Определение основных размеров  двигателя

 

     Определяем  рабочий объем одного цилиндра по заданным значениям мощности, частоты  вращения и расчетному значению среднего эффективного давления газов (р_е):

                                                         (1.25)

      (л)

     где l - число цилиндров двигателя, - тактность двигателя (t = 4).

     Выбираем  отношение хода (S) поршня к диаметру (D) по прототипу двигателя и задаёмся = 1,2:

      , мм;        S = (S/D) × D                        (1.26)

      (мм); S = 1,137× 90=102 (мм)

     Результаты  теплового расчета занесём в  таблицу 2.1 и выполним краткий анализ с точки зрения соответствия показателей рассчитываемого двигателя показателям двигателей, приведенных в приложении.

     Таблица 2.1.

     Характеристика  двигателей

 

     3. Построение расчетной  индикаторной диаграммы

 

     В начале построения на оси абсцисс  откладываем отрезок АБ, соответствующий  рабочему объему V_h,, а по величине равный ходу поршня в масштабе М_s, который в зависимости от величины хода поршня может быть принят 1:1; 1,5:1; 2:1. Тогда отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания V_с будет равен:

     АБ = 102 мм

     ОА =AБ/ (e - 1)                                                           (2.1)

     ОА =102/(16 - 1) = 7 мм

     При построении диаграммы выбираем масштаб  давлений: Мр=(0,05…0,025) МПа /мм. С учетом масштабов наносим точки: r, a, c, z, b.

     Для построения политроп сжатия и расширения необходимо рабочий объем V_h (отрезок АБ) разделить на 6…8 интервалов (ближе к ВМТ интервалы необходимо уменьшить) и определить соответствующие величины давлений р_х, заменив отношение объемов отношением отрезков в мм по уравнениям:

     для процесса сжатия -                                               (2.2)

      (МПа)

     для процесса расширения -                                  (2.3)

      (МПа) 

     Полученные  значения сведены в таблицу 2.2:

 

Таблица 2.2 

     Расчёт  индикаторной диаграммы

       

     После планиметрирования площади индикаторной диаграммы расчетного цикла соответствующего двигателя определяем среднее индикаторное давление газов:

                                                      (2.4)