Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме

Это двигатели с внешним смесеобразованием (бензиновые и газовые).

Цикл с подводом тепла при v = const начинается от состояния рабочего тела в pv и Ts-координатах (рисунок 3), характеризующего точкой 1, сжатием рабочего тела, которое происходит при движении поршня справа налево (сверху вниз) до точки 2 этот процесс происходит без теплообмена с внешней средой, то есть по адиабате. Затем осуществляется подвод теплоты при постоянном объеме – по изохоре 2-3, что приближенно соответствует условию подвода тепла при сгорании горючей смеси в реальных двигателях, использующих легкоиспаряющееся топливо.

Рисунок 3 – изображение цикла в pν и Ts диаграммах при v = const

От состояния, характеризуемое точкой 3, начинется процесс расширения

рабочего тела при отсутствии теплообмена с окружающей средой, то есть по адиабате 3-4.

Поршень при этом придет в первоначальное положение. Для того, чтобы рабочее тело пришло в первоначальное состояние, от него отводится теплота (процесс 4-1).

Процессы всасывания и выхлопа в термодинамическое не рассматриваются по тем же соображениям, что и в цикле Дизеля

Двигатели внутреннего сгорания. Действительные индикаторные диаграммы с изохорным подводом тепла.

Данный цикл называют также циклом быстрого сгорания или циклом Отто (по имени его автора, немецкого инженера). В реальных условиях такой цикл совершается в бензиновых карбюраторных двигателях, а также в газовых двигателях (в которых топливом служит газ). Изобразим такой цикл в координатах - p, u и T, s (рис. 13.3). Этот цикл состоит из следующих процессов: а-с - адиабатное сжатие рабочего тела; c-z - изохорный подвод теплоты q₁ к рабочему телу; z-в - адиабатное расширение рабочего тела; в-а - изохорный отвод теплоты от рабочего тела.

Двигатели внутреннего сгорания. Индикаторный, эффективный и механический КПД. Из значение для карбюраторных и дизельных двигателей.

Показатели рабочего процеса двигателя внутреннего сгорания подразделяются на индикаторные (внутренние) и эффективные (внешние).

Выражение индикаторной мощности двигателя, Вт, имеет вид

где п_о - частота вращения вала, об/с; Z - число цилиндров; т - коэффициент тактности (для четырехтактного двигателя т = 2, для двухтактного т=1), L_i- индикаторная работа, совершаема в одном цилиндре за один цикл, Дж;

Здесь p_i - среднее индикаторное давление, представляющее собой такое условно-постоянное давление, которое, действуя на поршень в течение одного хода, совершает работу, равную работе газов за весь цикл.

Графически оно определяется высотой прямоугольника (рис. 21.4), площадь и основание которого соответственно равны площади и длине индикаторной диаграммы.

Индикаторный КПД есть доля подведенной теплоты Q, пренращеннсй в индикаторную работу, т. е.

где В - секундный расход топлив а, кг/с; Q^r_i- низшая теплота сгорания, Дж/кг.

Индикаторный КПД у карбюраторных двигателей n_i = 0,25-0,40; для дизелей n_i= 0,40 0,53.

К эффективным показателям относятся эффективная мощность, эффективный и механический КПД и ухельный эффективный расход топлива.

Эффективная моЩ10сть (Nе) - это мощность yа валу двигателя.

Она меньше индикаторной мощности на механические потери в узлах трения двигателя, а также мощности, расходуемой на привод вспомогательных механизмов и агрегатов.

Указанные затраты мощности и механические потери оцениваются механическим КПД, который имеет вид

И составляют 8-30 % индикаторной мощности, т. е. = 0,7 4-0,92.

Эффективный КПД есть доля подведенной к двигателю теплоты, превращенной в эффективную работу:

Эффективный и индикаторный КПД связаны между собой соотношением

Эффективный КПД у карбюраторных двигателей , а у дизелей

Удельный эффективный расход топлива - это расход топлива, приходящийся на единицу эффективной мощности двигателя

Для разных типов двигателей 162-330 г/(кВт-ч), причем наименьшие показатели имеют четырехтактные дизели.

диаграмму, снятую с помощью специального прибора индикатора, называют индикаторной диаграммой. Площадь замкнутой фигуры индикаторной диаграммы изображает в определенном масштабе индикаторную работу газа за один цикл.

Рис. 7.6.1

На рис. 7.6.1 изображена индикаторная диаграмма двигателя, работающего с быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме. В качестве горючего для этих двигателей применяют легкое топливо бензин, светильный или генераторный газ, спирты и др.

При ходе поршня из левого мертвого положения в крайнее правое через всасывающий клапан засасывается горючая смесь, состоящая из паров и мелких частиц топлива и воздуха. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 0-1, которая называется линией всасывания. Очевидно, линия 0-1 не является термодинамическим процессом, так как в нем основные параметры не изменяются, а изменяются только масса и объем смеси в цилиндре. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, происходит сжатие горючей смеси. Процесс сжатия на диаграмме изображается кривой 1-2, которая называется линией сжатия. В точке 2, когда поршень еще немного не дошел до левого мертвого положения, происходит воспламенение горючей смеси от электрической искры. Сгорание горючей смеси происходит почти мгновенно, т. е. практически при постоянном объеме. Этот процесс на диаграмме изображается кривой 2-3. В результате сгорания топлива температура газа резко возрастает и давление увеличивается (точка 3). Затем продукты горения расширяются. Поршень перемещается в правое мертвое положение, и газы совершают полезную работу. На индикаторной диаграмме процесс расширения изображается кривой 3-4, называемой линией расширения. В точке 4 открывается выхлопной клапан, и давление в цилиндре падает почти до наружного давления. При дальнейшем движении поршня справа налево из цилиндра удаляются продукты сгорания через выхлопной клапан при давлении, несколько превышающем атмосферное давление. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 4-0 и называется линией выхлопа.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 728; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!