Лекція №18 Теоретичний цикл Отто

У pv – діаграмі, для m=1кг:

1 – початковій стан робочого тіла;

1-2 – адіабатний процес стиснення;

2-3 – ізохорний процес підведення теп-лоти, до робочого тіла підводиться одиниць теплоти;

3-4 – адіабатний процес розширення робочого тіла;

4-1 – ізохорний процес відведення теп-лоти від робочого тіла, відводиться одиниць теплоти.

Характеристиками циклу є дві величи-ни:

1. , де – ступінь стиснення; – об’єм робочого тіла у стані 1, або повний об’єм циліндра; – об’єм у камері стиснення.

2. , де – це ступінь поперед-нього підвищення тиску.

Ефективність роботи двигуна визначає-ться термічним ККД цього циклу:

(1)

k – коефіцієнт Пуассона, або показник степеня адіабати.

З рівняння (1) ми бачимо, що ККД цьо-го циклу залежить від двох величин: від ступеня стиснення і коефіцієнта k, який в даному випадку характеризує ступінь зба-гачення горючої суміші. З формули (1) ви-дно, що чим бідніша суміш, тим ККД цик-лу вище, тим більше значення k. Для пові-тря k=1,4.

26мехм1,4	4	0,43
1,4	9	0,59
1,3	4	0,41
17л 1,3	9	0,48

*§2 Цикл ДВЗ з ізобарним підведенням теплоти (цикл Дизеля, 1897р.)

Для підвищення ступеня стиснення в циліндрі двигуна Дизель запропонував цикл з роздільним стисненням повітря і палива. У циклі Отто неможливо викорис-товувати ступінь стиснення вище 9, так як укінці стиснення отримаємо температуру вищу, ніж температура самозапалення го-рючої суміші.

Схема двигуна та робочий процес циклу Дизеля:

1 – циліндр;

2 – поршень;

3 – всмоктувальний клапан;

4 – вихлопний клапан;

5 – форсунка.

Поршень рухається вправо, і в циліндр всмоктується чисте повітря. У точці 1 завершується процес всмоктування, значить, 0-1 – це ізобарний процес всмоктування повітря в циліндр.

1-2 – поршень іде вліво і стискується повітря адіабатно.

У точці 2 тиск досягає , а температура – . У точці 2 по-чинає працювати форсунка. За допомогою компресора стиснуте паливо передається до форсунки 5, і так як у цей час у циліндрі температура вище за температуру самоза-палення, паливо згоряє під час сталого тис-ку, і поршень рухається вправо.

2-3 – це ізобарний процес підведення теплоти.

У точці 3 перестає працювати форсун-ка, і продукти згоряння продовжують роз-ширюватись в адіабатному процесі 3-4. У точці 4 відкривається вихлопний клапан 4, об’єм циліндра з’єднується з атмосферою і в циліндрі різко падає тиск.

4-5 – ізохорний процес зниження тиску в циліндрі. Далі поршень рухається вліво, відкривається клапан 4, і йде виштовхував-ння продуктів згоряння з циліндра.

5-6 – ізобарний процес виштовхування газів з циліндра.

6-0` – розширення з камери згоряння.

З точки 0` цикл повторюється.

Теоретичний цикл Дизеля

1 – початковий стан робочого тіла;

1–2 – адіабатне стиснення робочого ті-ла;

2-3 – ізобарне підведення теплоти до робочого тіла;

3-4 – адіабатне розширення робочого ті-ла;

4-1 – ізохорне відведення теплоти від робочого тіла.

Характеристики:

;

;

– ступінь попереднього розширення.

ККД цього циклу декілька вище, ніж ККД циклу Отто:

.

1,35	10	1,5	0,52
1,35	20	5	0,62

Недоліком цього двигуна є наявність компресора, на роботу якого витрачається до 10% потужності двигуна. Перевагою є те, що можна використати більш дешеве рідке паливо.