6. Выполните сравнение эффективности всех трёх теоретических циклов двс при одинаковых значениях степени сжатия ε и отводимой в цикле теплоте q2.

Из соотношения и заданного условия: ε = idem и q₂ = idem, а также T,s диаграммы (рис.5.5а) следует, что η_t больше у того цикла, в которого больше подводиться теплоты q₁. Из диаграммы видно, что в данном случае количество подводимой теплоты q₁, а значит, и значение термического КПД наибольшее у цикла Отто, а наименьшее — у цикла Дизеля. Цикл Тринклера занимает промежуточное значение между ними. Это заключение вытекает также из соотношения средних температур подвода теплоты в рассматриваемых циклах.

7. Выполните сравнение эффективности всех трёх теоретических циклов двс при одинаковых значениях степени сжатия ε и подводимой в цикле теплоте q1.

Из сопоставления циклов ДВС на диаграмме T,s (рис.5.5б) видно, что в это случае количество отводимой теплоты q₂ наибольшее у цикла Дизеля, а наименьшее у цикла Отто. Поэтому из вышеприведенной формулы следует, что при этих условия сравнения по-прежнему наибольшее значение термического КПД будет у цикла Отто, а наименьшее — у цикла Дизеля. Однако, из этой же диаграммы T,s (рис.5.5б) следует, что цикл с изохорным процессом подвода теплоты имеет значительно выше значения давления и температуры в конце процесса подводы теплоты, чем цикл с изобарным процессом подвода теплоты. На практике эти значения давления и температуры ограничиваются, исходя из соображений прочности и теплонапряженности деталей двигателя.

8. Выполните сравнение эффективности всех трёх теоретических циклов двс при одинаковых значениях теплонапряженности и отводимой в цикле теплоте q2.

Из сопоставления всех трёх циклов, изображенных при этом условии на диаграмме T,s (рис.5.9а), следует, что наибольшее количество теплоты подводится в цикле Дизеля. Соответственно наибольшее значение термического КПД будет у цикла Дизеля, а наименьшее — у цикла Отто.

Рис. 5.9. Сравнение трёх циклов ДВС при одинаковых значениях

р_макс, Т_макс и q₂ (а) либо при одинаковых р_макс и q₁ (б).

9. Выполните сравнение эффективности всех трёх теоретических циклов двс при одинаковых значениях максимального давления рмакс и подводимой теплоте в цикле q1.

При этом условии все сопоставляемые циклы ограничены общей изобарой 2’’– 4’ (рис.5.9б), тогда точка конца подвода теплоты в цикле Дизеля 4”, будет левее остальных, а соответствующая точка в цикле Отто — правее. Поэтому количество теплоты, отводимой в цикле Отто, будет наибольшим, КПД — наименьшим. Из рис.5.5б следует, что наибольшее значение степени сжатия ε при заданном условии наблюдается у цикла Дизеля, чем и объясняется наибольшее значение термического КПД его термического КПД.

10. Запишите и проанализируйте выражение для термического кпд теоретического цикла двс, работающего по термодинамическому циклу Дизеля.

,

где ε = v₁/v₂ — степень сжатия;

ρ = ρ₄ /ρ₃ — степень предварительного расширения;

k=1,4 – показатель адиабаты двухатомных газов.

Из выражения для термического КПД ДВС, работающего по циклу Дизеля, следует, что с увеличением ε и/или при уменьшении ρ значение η_t увеличивается.