Идеальные циклы двигателя

Идеальным циклом двигателя называется круговой замкнутый обратимый цикл, представляющий собой совокупность последова­тельных процессов, совершаемых идеальным газом в цилиндре идеальной машины. При идеальном цикле допускаются следующие отступления: 1) с идеальным газом, находящимся в цилиндре, совершаются только физические, по не химические изменения, т. е. состав и масса газа остаются постоянными;
Идеальные циклы двигателя
2) тепло подводится к газу извне, а не в процессе сгорания топлива в цилиндре; 3) процессы сжатия и расширения совершаются по адиабатам, т. е. без теплообмена с внешней средой (стенки цилиндра теплоне­проницаемые и трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует); 4) теплоемкость газа не зависит от температуры; 5) выпуск отработавших газов заменяется передачей некоторого количества тепла холодному источнику при постоянном объеме. Идеальные циклы применяют для исследования действительных циклов, происходящих в реальных двигателях, и сравнения по степени использования тепла различных типов двигателей независимо от их конструктивных особенностей.
Идеальные циклы двигателя
Различают идеальные циклы: с подводом тепла при постоянных объеме и давлении и смешанным подводом тепла. Лучшим для современных судовых двигателей внутреннего сгорания является цикл со смешанным подводом тепла. На рис. 198 показаны диаграммы этого цикла в координатах р, V и Т, s. Основными процессами цикла являются: ас — адиабатное сжатие: сz' — изохорный подвод тепла Qp1; z'z — изобарный подвод тепла Qp1; zе — адиабатное расширение и еа — отвод тепла Q2 к холодному источнику по изохоре. Основные характеристики цикла следующие: Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра Va к объему в конце сжатия Vс
Идеальные циклы двигателя
Степень повышения давления — отношение давления рz в конце подвода тепла к давлению рс в конце сжатия
Идеальные циклы двигателя
Степень предварительного расширения — отношение объема Vz в конце подвода тепла к объему Vс в конце сжатия
Идеальные циклы двигателя
Степень последующего расширения — отношение объема Vе в конце расширения к объему Vz в конце подвода тепла
Идеальные циклы двигателя
Так как Vе=Vа, то из произведения
Идеальные циклы двигателя
Термический к. п. д. — отношение количества тепла, превра­щенного в работу в цилиндре идеальной машины, к количеству тепла, затраченному на совершение работы:
Идеальные циклы двигателя
Подставив значение для количества подведенного и отведенного тепла и произведя некоторые преобразования (из курса технической термодинамики), получим окончательное выражение для термического к. п. д. смешанного цикла:
Идеальные циклы двигателя
Из этого выражения следует, что термический к. п. д. возрастает с повышением степени сжатия, показателя адиабаты k и степени повышения давления и уменьшается при увеличении степени предварительного расширения. При перегрузках вследствие повышенной подачи топлива величина возрастает, что приводит к уменьшению экономичности двигателя. Расчетный или теоретический цикл отличается от идеального и действительного, занимая между ними промежуточное положение. В расчетном цикле учитывают все явления, имеющие место в действительном цикле, но полагают, что сжатие и расширение протекают с постоянными показателями политроп. Процессы наполнения и выпуска полагают протекающими при неизменных давлениях, причем начало и конец каждого процесса совпадают с моментом прихода поршня в крайние положения. Процессы сгорания топлива считают происходящими сперва при V = const, затем при р = const.
Идеальные циклы двигателя
На рис. 199 приведены схемы действительного и расчетного циклов дизеля со смешанным подводом тепла. Циклы двухтактных ДВС отличаются от циклов четырехтакт­ных только процессами наполнения цилиндров и выпуска отрабо­тавших газов: у двухтактных ДВС они совмещены. Действительный цикл ДВС, под которым понимают ряд после­довательно повторяющихся в цилиндре процессов, обусловливаю­щих работу двигателя, значительно отличается от идеального. Количество газа в действительном цикле меняется: с ним происходят не только физические, но и химические изменения. Подвод тепла осуществляется не извне, а за счет сжигания топлива внутри цилиндра. Вследствие теплообмена с окружающей- средой процессы расширения и сжатия происходят не адиабатно, а политропно, причем показатели политроп непрерывно изменяются. После окончания каждого действительного цикла отработавший газ не возвращается в первоначальное состояние, а удаляется из цилиндра. Вместо него цилиндр заполняется свежим зарядом. Процессы наполнения цилиндра и выпуска газов происходит при переменном давлении. Начало и конец процессов выпуска и наполнения не совпадают с моментами прихода поршня в крайние положения. Процесс сгорания происходит не при V = const и р = const как в идеальном цикле, а представляет более сложный процесс.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ НА САЙТЕ


Движение за счет кинетической энергии маховика

Гиробус — особый вид троллейбуса, движущийся за счёт кинетической энергии вращающегося маховика. В настоящее время гиробусы не используются, хотя концепт гиробуса является объектом научно-технических изысканий. Давайте попробуем разобраться в этой те...

Система охлаждения Газель Бизнес 4216 схема

Для повышения энергетических показателей, улучшения топливной экономичности, снижения токсичности и шума, на базе карбюраторного двигателя УМЗ-421 были разработаны модели с комплексной микропроцессорной системой управления впрыском топлива и зажигани...

В колесе марсохода Curiosity появилась дыра

Некоторые совершенно новые изображения Марса только что прибыли из Curiosity, а два из последних - изображения колес. Марсоход использует свою камеру, установленную на манипуляторе, чтобы время от времени проверять состояние ее ходовой части. Мне оче...

Новый передний мост УАЗ Патриот

Ульяновцы здраво рассудили, что ставить мощный мотор ЗМЗ ПРО 409 на прежнее шасси — так себе затея. С ростом динамики проблемы с курсовой устойчивостью и управляемостью только усу...

Двигатели Шевроле Ланос 1.3 1.4 1.5 литра

Chevrolet Lanos – городская компактная машина, созданная компанией Daewoo. В разных странах машина известна под другими названиями: Daewoo Lanos, ZAZ Lanos, Doninvest Assol и т.д. И хотя в 2002 году концерн выпустил преемника в виде Chevrolet Aveo, «...

Порядок и момент затяжки ГБЦ Шевроле Нива

Для чего нужен широкий диапазон момента затяжки? Для того, что все динамоключи имеют погрешность. Лучше брать момент посередине диапазона. Минимально допустимый-максимальный момент затяжки. Например: 100-110 Н·м. На...

Как правильно чистить и полировать автомобильные стекла

Вождение автомобиля с грязными, туманными окнами в дождливую ночь или в условиях интенсивного движения - это нарушение вождения, ведь это реально опасностью. На самом деле, чем старше я становлюсь, тем больше ценю беспрепятственный обзор. ...

Тяговые аккумуляторные батареи - устройство и характеристики

Аккумуляторы получили большое распространение в современной повседневной жизни. Они используются в средствах связи и для запуска двигателей автомобилей, в бытовых приборах и в качестве резервных источников питания. ...