Методы расчета основных параметров процесса сгорания

Концом теплоподвода в любом случае считается точка z. Однако действительный процесс тепловыделения, развивающийся с конечной скоростью, не заканчивается в точке z, поэтому в термодинамическом расчете учитывают незавершившееся сгорание специальным поправочным коэффициентом полезного тепловыделения ξ. Кроме отличия действительной скорости сгорания от закона теплоподвода, принятого в расчетном цикле, коэффициент ξ учитывает потерю части выделившейся теплоты вследствие теплоотдачи в стенки, утечки газа и диссоциации.

Таким образом, условное количество активной теплоты, выделившееся в процессах cz или cz'z, считается равным

Q = ξQT (ккал/кг топлива) (2.2.21)

где QT -полное количество теплоты, выделяющееся к концу реального процесса сгорания.

Обычно для двигателей с принудительным воспламенением ξ = 0,82 - 0,9.

Количество теплоты QT может быть определено по формуле

Qt = Qh - AQh. cr (ккал/кг топлива) (2.2.22)

Где QH – низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг;

AQн cr. — потеря части теплоты вследствие физической и химической неполноты сгорания, ккал/кг.

Неполнота сгорания обычно учитывается только для двигателей с принудительным воспламенением при работе на обогащенной смеси и может быть подсчитана по формуле

AQh. cr = 14 700 (1 — α) (ккал/кг) (2.2.32)

Низшая теплота сгорания топлива QH для бензина принимается в пределах: 10100—10500 ккал/кг.

Термодинамический расчет цикла двигателя с принудительным воспламенением характеризуется тем, что подвод теплоты считается изохорным и поэтому работа L при сгорании отсутствует.

В этом случае

(ккал/кг) (2.2.33)

или с учетом уравнений

(ккал/кг топлива) (2.2.34)

(ккал/кг топлива) (2.2.35)

имеем

(2.2.36)

Среднюю мольную теплоемкость продуктов сгорания при α < 1 можно определить по формуле

= (4,4 + 0,62α) + (3,7 + 3,Зα)10-4Тz (ккал\молъ-град) (2.2.37)

Решение квадратного уравнения (2.2.36) дает расчетную температуру Тг продуктов сгорания двигателя с принудительным воспламенением, которая обычно равна 2500—2700° К.

По найденной температуре Тг определяется расчетное максимальное давление цикла:

Рг = (кг/см2) (2.2.38)

(2.2.39)

где λ — степень повышения давления при сгорании.

Обычно для современных бензиновых двигателей расчетная величина pz = 40 -70 кГ/см2, что значительно превышает реальные давления газов в цилиндре.

Поэтому при построении расчетной индикаторной диаграммы найденное давление уменьшают, умножая на поправочный коэффициент 0,85. Необходимость такого корректирования результатов расчета вызвана тем, что реальный процесс сгорания протекает не по изохоре и принятая часть теплоты топлива выделяется, когда объем камеры сгорания уже существенно больше минимального объема Vc , а давление снизилось в результате расширения.