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


Гидравлический пресс - устройство и принцип работы

Принцип работы гидравлического пресса основан на законе Паскаля, который утверждает, что давление (P) в ограниченном объеме, вызванное силой (F1), в области (A1), передается без уменьшения, вызывая силу (F2), в области (A2). Этот закон может применят...

Для чего нужен датчик кислорода

Что это за элемент? Почему у него такое странное название и для чего нужен датчик кислорода в принципе? Второе название - лямбда зонд. Любой современный автомобиль скрывает внутри себя электронику. Даже у сверхбюджетной машины, не имеющей никаких бла...

Датчик давления масла КАМАЗ 740

Датчик давления масла Камаз 740 — чувствительный элемент контрольно-измерительных приборов и приборов сигнализации системы смазки поршневых двигателей внутреннего сгорания; датчик для измерения давления в системе смазки и сигнализации о его снижении...

Планетарный механизм

Прежде чем рассматривать устройство и принцип работы планетарного механизма необходимо обозначить его назначение. Он служит для изменения скорости (иногда направления) вращения выходного вала. В работе этого механизма прослеживается такая зависимость...

Toyota Prius First Drive 2019: полный привод

Эффективность Toyota Prius 2019 года является выдающейся среди автомобилей с ДВС. Машина потребляет 3 литра на 100 км в независимости от стиля вождения. и это рекорд среди гибридов. Тойота сделала Prius 2019 универсальной машиной, она хороша как в го...

Как защитить лакокрасочное покрытие автомобиля от сколов

Мы все боимся того дня, когда на нашей блестящая, новой машине появятся царапины и сколы и она потеряет свой вид. Но можно избежать этого дня защитив лакокрасочное покрытие автомобиля защитной пленкой. Защитная авт...

Сравнение редукторного стартера и стартера прямого привода

Еще несколько лет назад большинство стартеров для грузовых автомобилей, автобусов и тяжелых транспортных средств имели конструкцию с прямым приводом. В настоящее время есть выбор, купить стартер с прямым приводом или редукторный стартер. У каждой кон...

Бензонасос ВАЗ 2114

Есть несколько ситуаций, при которых можно грешить на насос или его составные части. Это придется проверить обязательно. Иначе вы можете потратить огромные деньги на покупку и установку нового топливного насоса, а в итоге окажется, что проблема заклю...