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:

Двигатель автомобиля ВАЗ-2106
Двигателями называется машина, превращающая любой вид энергии в механическую. На автомобили ВАЗ-2106 установлен двигатель внутреннего сгорания, то есть тепловой двигатель, в котором используется работа расширения газообразных продуктов сгорания топлива, сжигаемого в специальных камерах. ...

Проектирование самолета административного класса
Разрабатываемый самолет относится к классу легких пассажирских самолетов класса А. Задача проектирования состоит в разработке конструкции нового самолета и его составляющих элементов. На начальной стадии проектирования была произведена разработка общего вида самолета. Для этого проведе ...

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 ...