Система охлаждения легкового автомобиля

     p_rN = 1,18р₀ = 1,18 · 0,1 =0,118 МПа.

     Тогда

A_р = (p_rN – p₀ ·1.035) 10⁸/( ₎ = (0,118-0,1·1,035) 10⁸/(5400² • 0,1) = 0,4973;

Р_r = р₀ (1,035 + A_р· 10^-8n²) = 0,1 (1,035+ 0,4973 · 10^-8n²) = 0,1035 + 0,4973·10^-9n². (3)

     Отсюда  получим:

    

п	900	3000	5400	6000	об/мин
pr	0,1039	0,1077	0,1170	0,1201	МПа

 

     Процесс впуска. Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается ∆Т_N=8°С. Тогда

      ;

      . (4)

     Далее получим: 

    

п	900	3000	5400	6000	об/мин
∆Т	18,58	13,64	7,99	6,587	°С

     Плотность заряда на впуске

      ,

     где R_B = 287 Дж/кг · град — удельная газовая постоянная для воздуха.

     Потери  давления на впуске. В соответствии со скоростным режимом двигателя (n = 5400 об/мин) и при условии качественной обработки внутренней поверхности впускной системы можно принять β² + ξ_вп = 2,8 и ω_вп = 95 м/с. Тогда

     А_n = ω_вп /n_N = 95/5400= 0,01759;

      . (5)

     Отсюда  получим:

при n = 900 об/мин ∆p_α= 2,8 • 0.01759² • 900² • 1,189 ×10^-6/2 = 0,0004 МПа;

при n = 3000 об/мин ∆p_α= 2,8 • 0.01759² • 3000² • 1,189 ×10^-6/2 = 0,004635 МПа;

при n = 5400 об/мин ∆p_α= 2,8 • 0.01759² • 5400² • 1,189 ×10^-6/2 = 0,015 МПа;

при n = 6000 об/мин ∆p_α= 2,8 • 0.01759² • 6000² • 1,189 ×10^-6/2 = 0,0185 МПа.

     Давление  в конце впуска

       р_α= p₀ — ∆p_α, (6) 

    

п	900	3000	5400	6000	об/мин
рα	0,0996	0,09536	0,085	0,0814	МПа

 

     Коэффициент остаточных газов. При определении  γ_r для двигателя без наддува принимается коэффициент очистки φ_оч = 1, а коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме φ_доз = 1,10, что вполне возможно получить при подборе угла опаздывания закрытия впускного клапана в пределах 30—60°. При этом на минимальном скоростном режиме (п = 900 об/мин) возможен обратный выброс в пределах 5%, т. е. φ_доз = 0,95. На остальных режимах значения φ_доз можно получить, приняв линейную зависимость φ_доз от скоростного режима. Тогда

      . (7)

     При n = 900 об/мин ;

     при n = 3000 об/мин ;

     при n = 5400 об/мин ;

     при n = 6000 об/мин ;

     Температура в конце впуска:

      (8)

     При n = 900 об/мин К;

     при n = 3000 об/мин К;

     при n = 5400 об/мин К;

     при n = 6000 об/мин К;

     Коэффициент наполнения:

      . (9)

     при  n  =  900  об/мин

     при  n  =  3000  об/мин

     при  n  =  5400  об/мин

     при  n  =  6000  об/мин

     Процесс сжатия. Средний показатель адиабаты сжатия k₁при ε =8,5 и рассчитанных значениях Т_а определяется по графику, а средний показатель политропы сжатия n₁ принимается несколько меньше k₁. При выборе n₁ учитывается, что с уменьшением частоты вращения теплоотдача от газов в стенки цилиндра увеличивается, а n₁ уменьшается по сравнению с k₁ более значительно: 

    

п	900	3000	5400	6000	об/мин
k1	1,3767	1,3771	1,3772	1,3772
Tα	340	337	336	337,6	К
n1	1,370	1,376	1,377	1,377

 

     Давление  в конце сжатия

      (10)

     При n = 900 об/мин МПа;

     при n = 3000 об/мин МПа;

     при n = 5400 об/мин МПа;

     при n = 6000 об/мин МПа.

     Температура в конце сжатия

      (11)

     При n = 900 об/мин К;

     при n = 3000 об/мин К;

     при n = 5400 об/мин К;

     при n = 6000 об/мин К;

     Средняя мольная теплоемкость в конце  сжатия:

     а) свежей смеси (воздуха):

      , (12)

     где  

    

п	900	3000	5400	6000	об/мин
tc	477,52	480,51	479,88	483,47	°С
	21,85	21,87	21,87	21,875	кДж/(кмоль ·  град);

 

     б) остаточных газов 

      - определяется методом экстраполяции; 

     при n = 900 об/мин, α = 0,86 и t_c =477 °С

       кДж/(кмоль • град);

     при n = 3000 об/мин, α = 0,96 и t_c =480 °С

       кДж/(кмоль • град);

     при n = 5400 об/мин, α = 0,96 и t_c =480 °С

       кДж/(кмоль • град);

     при n = 6000 об/мин, α = 0,96 и t_c =483,47 °С

       кДж/(кмоль • град);

     в) рабочей смеси 

      (13)

     при n = 900 об/мин

       кДж/(кмоль • град);

     при n = 3000 об/мин

       кДж/(кмоль • град);

     при n = 5400 об/мин

       кДж/(кмоль • град);

     при n = 6000 об/мин

       кДж/(кмоль • град);

     Процесс сгорания. Коэффициент молекулярного изменения горючей и рабочей смеси (14)

     при n = 900 об/мин  μ₀=0,4952/0,4525=1,0944; μ=(1,0944+0,05136)/(1+0,05136)=1,08979;

     при  n = 3000 об/мин  μ₀=0,5360/0,5041=1,0633; μ=(1,0633+0,04567)/(1+0,04567)=1,06053;

     при  n = 5400 об/мин  μ₀=0,5360/0,5041=1,0633; μ=(1,0633+0,04902)/(1+0,04902)=1,06034;

     при  n = 6000 об/мин  μ₀=0,5360/0,5041=1,0633; μ=(1,0633+0,051855)/(1+0,051855)=1,0602.

     Количество  теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива:

       ∆Н_u= 119950(1— α)L₀. (15)

     При n = 900 об/мин ∆Н_u= 119950·(1— 0,86)·0,516=8665 кДж/кг;

     при n = 3000, 5400 и 6000 об/мин ∆Н_u= 119950·(1— 0,6)·0,516=2476 кДж/кг.

     Теплота сгорания рабочей смеси 

     Н_раб.см = (Н_u - ∆H_u)/[М₁(1 + γ_r)]. (16)

     При n = 900 об/мин Нраб.см  =(43930 -  8665)/[0,4525(1+0,05136)]=74126 кДж/кмоль раб. см;

     при n = 3000 об/мин Нраб.см = (43930 - 2476)/[0,5041(1 + 0,04567)]=78642 кДж/кмоль раб. см;

     при n = 5400 об/мин Нраб.см = (43930 - 2476)/[0,5041(1 + 0,04902)]=78391 кДж/кмоль раб. см;

     при n = 6000 об/мин Нраб.см = (43930 - 2476)/[0,5041(1 + 0,05186)]=78180 кДж/кмоль раб. см;

     Средняя мольная теплоемкость продуктов  сгорания

      (17)

     При n = 900 об/мин  = (1/0,4952) [0,0512 (39,123 + 0,003349t_z) + 0,02 (22,49 + 0,00143t_z) +0,0625 ∙ (26,67 + 0,004438t_z) + 0,01 (19,678 + 0,001758t_z) + 0,3515 (21,951 + 0,001457t_z)] =

     = 24,298 + 0,002033t_z кДж/(кмоль∙град);

     при n = 3000, 5400 и 6000 об/мин =(1/0,536) [0,0655 ∙(39,123 + 0,003349t_z) +0,0057∙ (22,49 + 0,00143t_z) + 0,0696 (26,67 + 0,004438t_z) + 0,0029 ∙ (19,678 + 0,001758t_z) + 0,3923(21,951+ 0,001457t_z)] = 24,656 + 0,002077t_z кДж/(кмоль∙град).

     Величина  коэффициента использования теплоты  ξ_z при п = 5600 и 6000 об/мин в результате значительного догорания топлива в процессе расширения снижается, а при т = 900 об/мин ξ_z интенсивно уменьшается в связи с увеличением потерь тепла через стенки цилиндра и неплотности между поршнем и цилиндром. Поэтому при изменении скоростного режима ξ_z ориентировочно принимается в пределах, которые имеют место у работающих карбюраторных двигателей:

п	900	3000	5400	6000	об/мин
ξz	0,82	0,92	0,91	0,89

 
 
 
 

     Температура в конце видимого процесса сгорания

      . (18)

При n = 900 об/мин 0,82 ∙ 74126 + 21,9374 ∙ 477 = 1,08979 ∙ (24,298 + 0,002033t_z)t_z, или , откуда

°C;

     T_z=t_z+273=2325,910974+273=2598,91 K;

при n = 3000 об/мин 0,92 ∙ 78642 + 21,958 ∙ 480 = 1,06053 ∙ (24,656 + 0,002077t_z)t_z, или , откуда

°C;

     T_z=t_z+273=2600+273=2873 K;

при n = 5400 об/мин 0,91 ∙ 78390 + 21,9627 ∙ 480 = 1,0603 ∙ (24,656 + 0,002077t_z)t_z, или

      , откуда

°C;

     T_z=t_z+273=2574+273=2847 K;

при n = 6000 об/мин 0,89 ∙ 78179 + 21,978 ∙ 483 = 1,0602 ∙ (24,656 + 0,002077t_z)t_z, или

      , откуда

°C

     T_z=t_z+273=2529+273=2802 K.

     Максимальное  давление сгорания теоретическое