Понятия теоретического и действительного циклов двигателя, их отличия.
Замкнутые теоретические (термодинамические) циклы в отличие от действительных процессов, происходящих в цилиндрах двигателей, осуществляются в воображаемой тепловой машине и характеризуются следующими особенностями (допущениями).
1. Все процессы цикла осуществляются без теплообмена рабочего тела с окружающей средой и являются обратимыми.
2. Преобразование теплоты в механическую работу осуществляется в замкнутом объеме одним и тем же несменяемым рабочим телом.
3. Состав и теплоемкость рабочего тела остаются постоянными на всем протяжении цикла.
4. Подвод теплоты производится от постороннего (воображаемого) источника при постоянном объеме (по изохоре), или при постоянном давлении (по изобаре), или при смешанном (по изохоре и изобаре).
5. Процессы сжатия и расширения протекают по адиабатам с постоянными показателями.
6. В теоретических циклах отсутствуют какие-либо потери теплоты (в том числе на трение, излучение, гидравлические потери и т. п.), кроме отвода теплоты холодному источнику. Эта потеря является единственной и обязательной для замкнутого теоретического цикла.
Анализ термодинамических циклов поршневых д. в. с. проводится при допущениях, что: 1) в течение всего цикла ни химический состав, ни количество рабочего тела (газа) не изменяются; 2) процессы сжатия и расширения осуществляются адиабатически (без теплообмена); 3) теплоемкость рабочего тела не зависит от температуры.
|
|
|
Процессы сгорания и газообмена, происходящие во время работы реального поршневого двигателя, при рассмотрении теоретических термодинамических циклов заменяются процессами подвода и отвода теплоты.
Действительный рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания отличается от теоретического прежде всего тем, что в реальном двигателе невозможно выполнить те условия и ограничения, которые характеризуют теоретические циклы. Так, в действительном цикле имеют место физические и химические изменения состава и объема рабочего тела. В связи с этим в каждом цикле необходима смена рабочего тела. Подвод теплоты осуществляется не извне, а в результате сгорания топлива в рабочем теле в самом цилиндре, причем этот процесс протекает не мгновенно, а имеет некоторую продолжительность, зависящую от ряда факторов. Все процессы в действительном цикле, в том числе сжатие и расширение, протекают при непрерывном теплообмене с окружающей средой, т. е. не адиабатно. Вследствие температуры рабочего тела теплоемкость его также изменяется.
В действительном рабочем цикле необходимо осуществлять следующие процессы:
- наполнение цилиндра горючей смесью (или воздухом);
|
|
|
- сжатие, что повышает внутреннюю энергию и создает благоприятные термодинамические условия последующих процессов;
- сгорание с выделением тепла;
- расширение продуктов сгорания, когда тепловая энергия преобразуется в работу;
- выпуск отработавших газов, при котором оставшееся тепло удаляется в окружающую среду и цилиндр подготавливается для совершения очередного цикла. Следовательно, в действительном цикле, кроме основных термодинамических процессов — сжатия, подвода тепла (сгорания) и расширения, должны осуществляться вспомогательные процессы газообмена — наполнение и выпуск. Для реализации процессов газообмена приходится использовать либо часть хода поршня при осуществлении основных процессов, либо дополнительные два хода поршня.
Рабочий цикл двигателя с внешним смесеобразованием
Основные признаки рабочего цикла двигателей такого типа:
1. Относительно низкая степень сжатия свежего заряда ( ε = 7…9 и несколько выше);
2. Приготовление горючей смеси из лёгкого топлива и воздуха вне цилиндра двигателя в особом приборе – карбюраторе (карбюраторные двигатели) или посредством впрыскивания такого топлива во впускной трубопровод;
|
|
|
3. Зажигание смеси в конце процесса сжатия электрической искрой;
4. Неполнота сгорания при недостатке кислорода, проявляющаяся наличием в отработавших газах, главным образом, оксида углерода.
В двигателях с впрыскиванием бензина во впускной трубопровод горючая смесь готовится в трубопроводе и клапанной щели, а завершается процесс приготовления горючей смеси в цилиндре.
Рабочий цикл двигателя с внутренним смесеобразованием
Основными признаками рабочего цикла двигателя с внутренним смесеобразованием являются:
1. Высокая степень сжатия воздушного заряда ( ε = 14…18);
2. Впрыскивание тяжелого топлива внутрь цилиндра двигателя в конце процесса сжатия;
3. Самовоспламенение топлива за счёт высокой температуры воздушного заряда, сжатого в цилиндре (в последнее время появились дизели с принудительным воспламенением топлива электрической искрой);
4. Неполнота сгорания топлива, характеризующаяся, главным образом, содержанием в отработавших газах сажи и очень небольшого количества оксида углерода.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 132; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!