1. Дійсні цикли двз

2. Особливості процесу впуску

1. Дійсні цикли двз

Дійсний (робочий) цикл, здійснюваний в реальному двигуні внутрішнього згорання, є розімкненим циклом. Для вивчення дійсного (робочого) циклу потрібно розглянути весь комплекс складних процесів, пов'язаних з перетворенням термохімічної енергії палива на механічну роботу в реальному двигуні. Початковими для вивчення дійсного (робочого) циклу є матеріали, отримані в основному шляхом лабораторних випробувань двигунів внутрішнього згорання. Дійсні цикли двигунів значно відрізняються від теоретичних циклів. Це можна пояснити тим. що в реальному двигуні неможливо створити умови в яких проходить теоретичний цикл. Після закінчення дійсного циклу відпрацьовані гази не повертаються до свого початкового стану і не залишаються в циліндрі, а випускаються в атмосферу, звільняючи об'єм для свіжого заряду. У зв'язку з тим дійсний цикл по суті є розімкнутим. У дійсному циклі теплоємності газів не залишаються постійними, оскільки температура та склад газів значно змінюються. Крім того, в дійсному циклі є теплові та гідравлічні втрати.

Між дійсними і теоретичними циклами існує значна різниця. У теоретичних циклах передбачається, що робочим тілом є незмінна кількість ідеального газу, оклад газу і теплоємність його сталі.

У дійсних циклах робоче тіло змінює, як фізичних так і хімічні властивості і свій склад. Після того, як здійснюється цикл, відпрацьовані гази виділяються з циліндра, а в циліндр надходить свіжий заряд.

Розглянемо дійсний цикл чотирьохтактного карбюраторного (рис.4.1,а) і дизельного(рис.4.1,б) двигунів.

Рисунок 4.1 - Індикаторна діаграма дійсного циклу

а – чотиритактного бензинового двигуна; б – чотиритактного дизельного двигуна

У чотирьохтактному ДВЗ цикл складається з п'яти процесів, які частково перекривають один одного (впуск, стиск, згоряння, розширення, впуск)

ВПУСК. На початку впуску поршень знаходиться в ВМТ, в цей час весь об’єм камери стиску V_с заповнений залишковими газами при Т_г , що залишилися від попереднього циклу і впуск здійснюється за рахунок розрідження, яке здійснює поршень при русі э ВМТ до НМТ.

Але в сучасних двигунах процес впуску починається ще до підходу поршня до ВМТ наприкінці такту випуску точка (1) і лінія (1 – г) показує цей процес. Далі процес впуску співпадає з тактом впуску (лінія r – а) і далі процес триває на початку такту стиску (лінія а – 2 ). Таким чином процес впуску триває (лінія 1– r – а – 2), довше ніж такт впуску, з метою кращого наповнення циліндрів свіжим зарядом.

ПРОЦЕС СТИСКУ. Цей процес здійснюється при русі поршня від НМТ до ВМТ. Після того як закриється впускний клапан точка (2) відбу­вається процес стиску робочої суміші, внаслідок чого підвищується тиск і температура. На індикаторній діаграмі такт стиску зображено лінією (а – с). У зв’язку з тим, що впускний клапан закривається не тоді, коли поршень знаходиться в НМТ, а з деяким запізненням, процес стиску триває менше (лінія 2 – с″) ніж такт стиску.

Для найкращого використання утвореної в результаті згоряння палива теплоти треба, щоб процес згорання відбувався при положенні поршня до ВМТ. Для цього подача іскри в двигунах з примусовим займанням або впорскування палива в двигунах з самозайманням відбувається до підходу поршня в ВМТ точка (с′) в такті стиску.

ЗГОРЯННЯ. Третій процес дійсного циклу. Він починається напри­кінці такту стиску точка (с′) і проходить з деяким відхиленням поршня від ВМТ. Закінчується процес згоряння в такті розширення точка (с′′′), тоді процес триває між точками (с′ – с′′ – z_д – с′′′).

РОЗШИРЕННЯ. Це четвертий процес, який відбувається протягом такту розширення при русі поршня від ВМТ до НМТ: триває між точками (с′′ – z_д – с′′′- 3), закінчується процес розширення раніше такта розширення при відкритті випускного клапана точка (3).

ВИПУСК. П’ятий процес він здійснюється при такті випуску при русі поршня від НМТ до ВМТ. Але для кращого очищення циліндра випускний клапан відкривається раніше, наприкінці такту розширення (точка 3). При цьому гази виходять за рахунок тиску наприкінці розширення. Це зменшує тиск наприкінці такту розширення і втрати на виштовхування відпрацьованих газів.

Далі процес випуску тривав весь такт випуску (лінія b – r) і закінчується на початку такту впуску лінія (г – 4). Таким чином такт випуску триває, лінія (3 – b – r – 4), з метою кращого очищення циліндрів від відпрацьованих газів.