3.1. Характеристики цикла.

1. Степень сжатия ε .

2. Степень предварительного расширения ρ , где υ₃ - объём рабочего тела в конце подвода теплоты; υ₂ – объём рабочего тела в начале подвода теплоты. Двигатели, работающие по данному циклу, имеют ρ -2,5.

3. Термический КПД. Определяется выражением (2). Из формулы 2 видно, что термический КПД увеличивается с увеличением степени сжатия.

( 2) При увеличении степени предварительного расширения ρ термический КПД будет уменьшаться.

Рост степени сжатия выше 15-18 единиц в цикле Дизеля ограничивается увеличением расхода работы на преодоление сил трения в двигателе.

4. Цикл со смешанным подводом теплоты.

Стремление обеспечить высокий термический КПД цикла в сочетании с большой работой цикла привело к созданию двигателя, где жидкое топливо, введённое в форкамеру при сравнительно не высоком давлении, распыляется струёй сжатого воздуха, поступающего из основного цилиндра (рис.4). Часть топлива быстро сгорает, практически при постоянном объёме, а часть

т оплива, которая не успела перемешаться с воздухом, горит медленнее, уже при движении поршня в сторону расширения, так что можно считать давление поршня постоянным (рис.4). 1- впускной клапан; 2- выпускной клапан.

Рис.4.Схема ДВС со смешанным подводом теплоты.

Данный цикл (со смешанным подводом теплоты) был предложен в1904 г. русским инженером Г. Тринклером (рис.5)

И деальный цикл Г.Тринклера состоит из процессов:

1. 1-2 В рабочем цилиндре воздух адиабатически сжимается за счёт инерции маховика, сидящего на валу двигателя, нагреваясь при этом до температуры, обеспечивающей воспламенение рабочей смеси.

2. 2-3 Сгорание части топлива в небольшом объёме форкамеры (при V=const).

Рис.5.Индикаторная диаграмма ДВС со смешанным подводом теплоты.

3. 3-4 Догорание оставшегося топлива в рабочем цилиндре при V=const.

4. 4-5 Адиабатическое расширение продуктов сгорания.

5. 5-1 Удаление выхлопных газов (отвод теплоты) при V=const.

4.1. Характеристики цикла.

1. Степень сжатия ε .

2.Степень повышения давления λ .

3.Степень предварительного расширения ρ .

4.Термический КПД.

Анализ формулы показывает, что термический КПД цикла со смешанным подводом теплоты зависит от всех трёх параметров.

Сравнение различных циклов ДВС.

1. При одинаковых степенях сжатия наиболее экономичен цикл с подводом теплоты при постоянном объёме, так как:

- подвод теплоты осуществляется при наиболее высокой температуре;

2. При одинаковых степенях сжатия увеличение степени повышения давления в цикле с v=const приведёт к росту максимального давления, а в цикле Дизеля этого не произойдёт, так как λ= 1. Увеличение давления приведёт к росту нагрузок на детали КШМ. Следовательно, увеличение λ, а

вместе с ним и работы в цикле с v=const не всегда компенсируется более высоким КПД цикла.

3.Преимущества циклов с подводом теплоты при постоянном давлении и со смешанным подводом теплоты являются более высокие степени сжатия. Поэтому циклы поршневых ДВС необходимо сравнивать при одинаковых максимальных давлениях и одинаковых количествах подведённой теплоты. В этом случае КПД цикла Дизеля будет больше КПД цикла Отто, а так как

Смешанный цикл и цикл с подводом теплоты при постоянном давлении осуществляются с одинаковыми степенями сжатия, а максимальное давление у смешанного цикла оказывается больше (так как λ 1), то и термический КПД смешанного цикла оказывается более высоким.

Занятие 3.

Тема: ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ. ПРОЦЕССЫ ГАЗООБМЕНА.

Учебные вопросы:

1. Индикаторная диаграмма.

2. Процессы газообмена.

3. Параметры процесса газообмена и факторы, влияющие на него.

Литература: