Двигатели внутреннего сгорания
Страница 2

ε = υ1 / υ 2, (1)

ε степень повышения давления (отношение давлений в конце и в начале изохорного процесса подвода теплоты)

λ = Р3 / Р2, (2)

λ степень предварительного расширения или степень изобарного расширения (отношение удельных объемов в конце и в начале изохорного процесса подвода теплоты) Рассмотрим цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме на примере четырехтактного двигателя.

Диаграмма двигателя представлена на рис.3

а-1 (1-й такт) – в цилиндр через всасывающий клапан поступает смесь воздуха и паров горючего (нетермодинамичемкий процесс);

1-2 (2-ой такт) – адиабатное сжатие (повышается температура);

2-3 – сгорание горючей смеси, давление быстро возрастает при постоянном объеме (подвод теплоты q1);

4 (й такт) – адиабатное расширение (рабочий процесс, совершается полезная работа);

http://www.xumuk.ru/teplotehnika/img024.jpg

Рис.3. Диаграмма ДВС с подводом теплоты при постоянном объёме.

4-1 – открывается выхлопной клапан и отработанные газы покидают цилиндр, давление в цилиндре падает (отводится тепло q2).

1-а (4-ый такт) – выталкивание оставшихся в цилиндре газов.

Затем процесс повторяется. В цикл 1-2-4-1 процессы всасывания и выпуска не входят.

Описанный круговой процесс является необратимым (наличие трения, химической реакции в рабочем теле, конечные скорости поршня, теплообмен при конечной разности температур и т.п.).

Для анализа теории тепловых машин термодинамика рассматривает идеальные обратимые циклы. Диаграмма идеального кругового процесса двигателя внутреннего сгорания показана на рис.4. Из этой диаграммы выводится формула для термического к.п.д. цикла с подводом теплоты при постоянном объеме, которая имеет следующий вид:

ηt = li/ q1 = (q1 – q2)/ q1 = 1 – 1/ ε γ, (4)

где: ε – степень сжатия (основной показатель работы двигателя, чем выше ε, тем выше экономичность ДВС); γ – показатель адиабаты. ε = υ1 / υ2; γ = 1,4 для идеального газа

http://www.xumuk.ru/teplotehnika/img026.jpg

Рис.4. Идеальный цикл карбюратоного ДВС.

2). Идеальный цикл ДВС со смешанным подводом теплоты при постоянном объеме (бескомпрессорные дизели). Диаграмма цикла показана на рис.5.

1-2 – чистый воздух с температурой Т1 сжимается до температуры Т2, которая больше температуры воспламенения воздуха. В этот момент в цилиндр через форсунки под давлением впрыскивается топливо.

2-3 – горючая смесь самовоспламеняется и к рабочему телу подводится тепло q1*, давление повышается до Р3.

http://www.xumuk.ru/teplotehnika/img028.jpg

Рис.5. Цикл ДВС со смешанным подводом теплоты

4 – поршень перемешается обратно, поступление и сгорание топлива продолжается при постоянном давлении и подводится тепло q1**.

4-5 – поршень продолжает перемещаться в нижнюю мертвую точку, давление падает (адиабатное расширение);

5-1 – процесс отвода теплоты q2 при постоянном объеме (через выпускной клапан покидают отработанные газы). Термический к.п.д. цикла определяется по формуле:

ηt = 1 – (λ·ργ – 1) / ε γ-1·[(λ – 1) + γ·λ·(ρ – 1)] (5)

Цикл двигателей с подводом теплоты при постоянном давлении (компрессорный дизель) широкого применения не нашёл. Индикаторная диаграмма. Индикаторный и эффективный КПД ДВС. Индикаторная диаграмма- графическое изображение изменения давления газа или пара в цилиндре поршневой машины в зависимости от положения поршня. Индикаторная диаграмма вычерчивается обычно с помощью индикатора давления. Индикатор давления- прибор для измерения и регистрации изменений давления в устройствах пневмоавтоматики, цилиндрах поршневых машин и т. д. Индикатор давления обычно имеет воспринимающую часть (датчик), передающее и регистрирующее устройства. В пневматическом индикаторе давления давление на поршень или мембрану (воспринимающая часть) через шток передаётся на рычаг самописца, фиксирующего изменения положения поршня (мембраны), т. е. изменения давления. В электрическом индикаторе давления колебания давления преобразуются датчиком в электрические сигналы, которые регистрируются с помощью осциллографа, электрических измерительных приборов и др. По оси абсцисс откладывается объём, занимаемый газами в цилиндре, а по оси ординат – давление. Каждая точка на индикаторной диаграмме (рис 6) показывает давление в цилиндре двигателя при данном объёме, т. е. при данном положении поршня (точка r соответствует началу впуска; точка а – началу сжатия; точка с – концу сжатия; точка z – началу расширения; точка b – концу расширения.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7

Интересные публикации:

Бесстыковые рельсовые цепи
Бесстыковые рельсовые цепи (БРЦ) применяют на линиях, где рельсовые нити пути составлены из цельносварных рельсовых плетей большой длины. Исключение из состава рельсовой линии изолирующих стыков, как малонадежных в эксплуатации элементов, способствует повышению прочности пути, снижению ш ...

Экономический расчет автотранспортного предприятия
Целью проекта является углубление, закрепление и систематизация знаний студентов по решению вопросов технологического проектирования производственных подразделений современных автотранспортных предприятий (АТП). Автомобильный транспорт является наиболее массовым и удобным видом трансп ...

Анализ работы пассажирского транспорта и основные направления его дальнейшего развития в Ивановской области и г. Иваново
Транспорт образно называют “кровеносной системой” хозяйства. С его помощью осуществляется перемещение огромных масс грузов и пассажиров как внутри городов, так и в междугородном, межрайонном и международном сообщениях. Надежные транспортные связи являются необходимым и обязательным услов ...