5 (См. Рис. 6.1) устанавливают форсунку для подачи распыленного топлива.

На такте всасывания цилиндр такого двигателя заполняется не горючей

смесью, а воздухом, который в результате последующего интенсивного

сжатия нагревается до высокой температуры, существенно превышающей

температуру воспламенения топлива. В конце такта сжатия в цилиндр начи-

нает подаваться топливо, распыляемое сжатым воздухом, поступающим от

компрессора. Топливо поступает в цилиндр и медленно сгорает одновремен-

но с перемещением поршня слева направо. В результате на протяжении всего

времени сгорания топлива давление в цилиндре остается практически

постоянным и равным давлению в конце такта сжатия. Остальные процессы

протекают так же, как и в карбюраторных двигателях.

В двигателях третьего типа, называемых бескомпрессорными дизель-

ными двигателями, такты всасывания и сжатия происходят так же, как в

двигателях второго типа, однако дизельное топливо, впрыскиваемое в

цилиндр в конце сжатия, распыляется не за счет компрессорного воздуха, а в

результате предварительного сжатия до весьма высокого давления в плун-

жерном топливном насосе. В результате обеспечивается весьма тонкое рас-

пыление топлива. Первая порция его при этом сгорает очень быстро, обеспе-

чивая, так же как и в двигателях первого типа, существенное повышение

давления при практически постоянном объеме. Остальная часть топлива

подается в цилиндр и сгорает медленно, одновременно с перемещением

поршня слева направо, т. е. практически при постоянном давлении, как и в

двигателях второго типа. Именно поэтому этот тип двигателей называется

смешанным.

Теоретическим циклом двигателей быстрого сгорания является приве-

денный на рис. 6.2, а цикл с изохорным подводом теплоты (цикл Отто).

Процессы 0 _ 1 и 1 _ 0, т. е. всасывание и выпуск, не являются термо-

динамическими и поэтому не рассматриваются. Сжатие 1 _ 2 и рабочий ход

3 _ 4 Считаются адиабатными процессами сжатия и расширения. Подвод

теплоты q1 осуществляется в изохорном процессе 2 _ 3. Выхлоп 4 _ 1 также

87

считается изохорным процессом, в котором осуществляется отвод теплоты

q2. Принимается, что рабочее тело представляет собой идеальный газ.

Рис. 6.2. Циклы Отто (а) и Дизеля (б) на диаграмме p - v

Найдем термодинамический к. п. д. цикла Отто, выразив его через

важный параметр этого цикла, степень сжатия: ε* = v1/v2, где v1 _

полный объем цилиндра; v2 _ объем камеры сгорания.

Используем формулу (5.1): η = 1 _ q2/q1, где q2 и q1 _ значения теплоты

для изохорных процессов 4 _ 1 и 2 _ 3, связанные с температурами в

соответствующих точках уравнениями q2 = сv (Т4 _ Т1) и q1 = сv (Т3_Т2).

Таким образом, получаем: η = 1 _ (T4 _ Т1)/(Т3_Т2), или

2

1

3 2

4 1

/ 1

/ 1

η 1

Т

Т

T T

T T

− ⋅

−

= − (6.1)

Отношение __________температур Т4 /Т1 для изохорного процесса 4 _ 1 равно

отношению соответствующих давлений, т. е. Т4 /Т1 = р4 /р1, или, умножая

числитель и знаменатель правой части этого равенства на одинаковые

величины v γ

4 и v γ

1, получим Т4 /Т1 = р4vγ

4 /р1vγ