Робоче тіло та його властивості - Студопедія

Робочим тілом називається речовина, з якої здійснюється дійсний робочий цикл двигуна. Для двигунів внутрішнього згоряння робоче тіло складається з атмосферного повітря, палива та продуктів його згоряння.

Теплота, необхідна реалізації робочого циклу поршневого двигуна внутрішнього згоряння, виділяється при хімічних реакціях згоряння палива у циліндрі двигуна.

Фізико-хімічні властивості палив, які застосовуються в автомобільних двигунах, повинні відповідати певним вимогам, що залежать від типу двигуна, особливостей його конструкції, параметрів робочого процесу та умов експлуатації. Склад палива та його параметри відповідно до завдання приймаються за таблицями 2.1 та 2.2.

Таблиця 2.1 - Залежність октанового числа бензину від ступеня стиснення автомобільного двигуна

Ступінь стиснення	6,5 ... 7,5	7,6 ... 8,5	8,5 ... 10,0	10,0 ... 12,00
Марка бензину за ГОСТ 2084-77	А-72	А-76	АІ-91 АІ-93 АІ-95	-
Марка бензину за ГОСТ Р 51105-97	-	Нормаль-80	Регуляр-91 Регуляр-92 Преіум-95	Супер-98
Марка бензину за ГОСТ Р 51866-2002	-	-	Регуляр Євро-92 Преміум Євро-95	Супер Євро-98

Таблиця 2.2 – Асортимент марок дизельного палива

Показник	Норми для марок
ГОСТ 305-82	ГОСТ Р 52368-2005
Л	З	ДП ЄВРО
Цетанове число, не менше

Приймається елементарний склад палива за таблицею 2.3

Таблиця 2.3 – Хімічний склад автомобільних палив

Паливо	Вміст в 1 кг	Молекулярна маса mТ, г/моль
Вуглецю С	Водню Н	Кисню О
Бензин	0,855	0,145	-	110…120
Дизельне паливо	0,870	0,126	0,004	180…200

Вибраний склад палива відповідає умові

.

При тепловому розрахунку ДВЗ користуються значенням нижчої теплоти згоряння палива, під якою розуміється кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні палива без урахування теплоти конденсації водяної пари. Нижча теплота згоряння Нuв кДж/кг визначається за такою формулою Д.І. Менделєєва

де S і W – масові частки сірки та вологи у паливі.

У розрахунках приймається S = 0 W = 0.

2.1.2 Горюча суміш

Для приготування горючої суміші використовується паливо та повітря. У двигунах з іскровим запалюванням горюча суміш, приготована з дрібно-розпорошеного палива та повітря в карбюраторі, надходить у циліндр у процесі впуску. У дизелі паливоповітряна суміш утворюється в камері згоряння за час упорскування палива в кінці процесу стиснення та протягом процесу згоряння.

Для повного згоряння палива необхідна певна кількість повітря, яке називається теоретично необхідним, і визначається за елементарним складом палива в кг пов./кг топл.

або в кмоль пов./кг топл

Залежно від умов роботи двигуна на кожну одиницю палива припадає кількість повітря, більша чи менша теоретично необхідного. Відношення дійсної кількості повітря, що бере участь у згорянні 1 кг палива, до теоретично необхідної кількості повітря називається коефіцієнтом надлишку повітря.

Дійсна кількість повітря L в кмоль пов./кг топл визначається заформулі

де - коефіцієнт надлишку повітря.

Значення коефіцієнта залежить від типу сумішоутворення, умов займання та згоряння палива, а також від режиму роботи двигуна.

Для різних двигунів при номінальній потужності приймаються такі значення:

- карбюраторні двигуни 0,85 ... 0,98;

- дизельні двигуни 1,3 ... 1,7;

- дизелі з наддувом 1,5...2,0.

Зменшення коефіцієнта надлишку повітря двигунів до можливих меж зменшує розміри циліндра і, отже, підвищує літрову потужність дизеля, але одночасно з цим значно зростає теплонапруженість двигуна, особливо деталей поршневої групи, збільшується димність газів, що відпрацювали.

Кількість паливної суміші М1в кмоль гор.см/кг топл визначається за формулою

де mТ – молекулярна маса парів палива, г/моль.

Величина mТ вибирається за таблицею 2.3.

2.1.3 Продукти згоряння

Кількість продуктів згоряння для карбюраторних двигунів визначається за формулою (2.7), а для двигунів із запаленням від стиснення за формулою (2.13).

При неповному згорянні палива (при 1,0) продукти згоряння складаються з вуглекислого газу СО2, водяної пари Н2О, надлишкового кисню О2і азоту N2.

Загальна кількість продуктів повного згоряння М2 у кмоль пр.сг/кг топл визначається за формулою

Кількість окремих складових продуктів згоряння в кмоль пр.сг/кг топл визначаються за такими формулами:

,

,

,

.

Для рідкого палива кількість молей продуктів згоряння завжди більша, ніж кількість молей горючої суміші. Це відбувається внаслідок хімічних реакцій розпаду молекул палива при згорянні та утворення нових молекул.

Зміна кількості молів робочого тілапри згорянні в ∆М у кмоль/кг топл визначається за формулою

Відносна зміна кількості молей при згорянні горючої суміші характеризується хімічним коефіцієнтом молекулярної зміни горючої суміші, що визначається за формулою

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:

Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно

---