37. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания (двс). Назначение, принцип действия и виды двс.

ДВС называют тепловую машину в которую подвод тепла осуществляется в результате сжигания топлива внутри двигателя. РТ в ДВС одновременно является сырьем для сжигания и рабочим телом (РТ).

Температуры РТ в ДВС очень высокие, а давление небольшие, и поэтому РТ в ДВС можно рассматривать как идеальный газ и применить законы идеального газа для термодинамического анализа. Суть термодинамического анализа – определение КПД.

Достоинства ДВС:

• Малые теплообменные поверхности

• Высокие температуры

Различают 3 вида циклов ДВС по способу сжигания топлива:

1. ДВС со сгоранием топлива при V=const (Цикл ОТТО)

2. Дизели со сгоранием топлива при V=const (Цикл Дизеля)

3. Бескомпрессорные ДВС сгорание топлива при V=const и P=const( Цикл Тринклера)

38. Цикл поршневого двс с подводом теплоты при постоянном объеме (цикл Отто) и его анализ.

Изобразим индикаторную диаграмму ДВС

а1- всасывание горючей смеси

12-процесс сжатия горючей смеси

23-процесс сжигания топлива при V=const

34-процесс расширения

5б-процесс выталкивания продуктов сгорания в атмосферу

Чтобы сжечь 1кг бензина нужно затратить 13-15кг воздуха.

В связи с тем что воздуха подаваемого на сжигания 1кг топлива в 15 раз больше чем топлива, то в идеализированном цикле в качестве рабочего тела принимается чистый воздух. При этом чистый воздух считается идеальным газом с постоянной теплоемкостью.

Изобразим цикл ОТТО в P,V-диаграмме

12-процесс адиабатного сжатия РТ

23-изохорный процесс подвода теплоты

34- процесс адиабатного расширения РТ

41-процесс изохорного отвода теплоты q₂ в ОС

12341- идеализ. Цикл ОТТО

39.Цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном давлении(Цикл Дизеля) и его анализ

Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) является также частным случаем обобщающего цикла при λ

= 1. В двигателях дизеля раздельно сжимается воздух до давления 4,0…5,0 МПа, и смесь топлива с воздухом, сжатым во вспомогательном компрессоре. 

Идеальный цикл дизеля состоит из двух адиабат сжатия и расширения, изобары подвода теплоты и изохоры отвода теплоты.

Термический КПД и среднее давление цикла

При постоянной степени сжатия увеличение   вызовет увеличение объема v , который зависит от подводимого количества теплоты q₁. При увеличении q₁ увеличивается объем v, а вместе с ним увеличивается и работа цикла. Таким образом, возрастание   приводит к увеличению работы и уменьшению термического КПД.

Рис. 9.16. Диаграммы работы цикла с подводом теплоты при постоянном давлении

40.Цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты(Цикл Тринклера) и его анализ

Цикл со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера) осуществляется в бескомпрессорных дизелях. В цилиндрах дизеля сжимается чистый воздух, и происходит самовоспламенение топлива, распыление которого осуществляется механическим путем с помощью насоса или насос-форсунки под давлением 100…150 МПа.

Процесс сгорания идет вначале с повышением давления, а затем при постоянном давлении. Осуществление такого подвода теплоты характерно для двигателей, работающих по смешанному циклу. При термодинамическом исследовании рассматривают цикл, состоящий из следующих процессов (рис. 9.14): a–с – адиабатное сжатие; c–z’ – изохорный подвод теплоты; z’–z – изобарный подвод теплоты; z–e – адиабатное расширение; е–а – изохорный отвод теплоты.

Рис. 9.14. Диаграммы работы цикла со смешанным подводом теплоты

Термический КПД смешанного цикла равен:

Где

; ;

;

Работа теоретического цикла определяется по формуле: