Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Теория поршневых двигателей внутреннего сгорания Метод. пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.10.2023

Размер:

10.17 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 256 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Анализируя зависимость rlt от параметров, для	цикла	рис. 26,
Н. А. Нигматулин дает следующие выводы.		двигателя
1) Термический к. п. д. ги для цикла комбинированного
при полном промежуточном охлаждении (Г3= Г 1)	достигает макси-

Рг

мума при некотором значении it = — .

В примере [37, стр. 17] — при s = 12; т=1,4; ср = 1,1, получено:

для р=1 ... Tjmax=0,717, когда тс = 8,05; Х==4,025; енг=4,44;

для Х= 1 ... т1тах=0,657, когда тг= 11,15;. р = 3,16; е Н 1 = 5,72.

Рис.

27.

К р и в ы

т е р

м и

с к о г о

к .

п .

д .

rlf

б о б щ е н

н о

г о

д е а л ь н о г о

ц и к

л а

к о

м б и н и р о в

а н

н о г о

г а т е л я

в н

у т р е н

н е

г о

с г о р а н

и я

—

rlt= f (z k)

[ 3 7 ] .

„

к к а л

—

к к а л

Р ,

= 4 ; 7 \ — 2 8 8 ° К ;

Q i =

4 ° °

cv =

0 , 1

—

1 0 л

^ ;

А = 1 , 4 0 ; *

- ^

V<i

КГ. МОЛ6.

°К’ п

р^

Ен =

= 1 , 2 ;

Р3

Д Т=

2 , 6 8 ;

О) = —

* = ^ = 1 , 2 ;

п р о м е ж у т о ч н о е

о х л а ж д е н и е

=0 ,5 (Тг — Т{).

2)Характер изменения термического к. п. д. г]( для цикла комбинированного двигателя при промежуточном частичном ох

лаждении		на	величину ДГ=0,5			(Т2— 7,)* иллюстрируется		рис. 27
и 28 — для			примера, когда**
				в— 12; т=1,2;		ср=0,9;	1,0; 1,2.
*	Э т и	с т е п е н и		о х л а ж д е н и я	с о о т в е т с т в у ю т		р е а л ь н ы м у с л о в и я м .
* *	? в	р е а л ь н ы х		у с л о в и я х :	д л я 4 - т а к т н ы х		д в и г а т е л е й < р = 1 ; ' д л я	2 - т а к т
н ы х —	ip = 0 , 9 — 0 , 8 .						* 1 » а

Частными случаями общего цикла комбинированных двигате*

лей будут следующие:

1) ЦИКЛ при ш=1; cp = 'J

2)» » <р= (1)ф;

3)	»	»	<р=1;	т ~ 1:
4)	»	»	(0=1;	1
5)	»	»	ср= 1.

Рис. 28. К	р и в ы	е т е р м	и ч е с к о г о	к .	п . д .	гц о б о б щ е н н о г о		и д е а л ь н о г о
ц и к л а	к о м б и н и р о в а н н о г о			д в и г а т е л я		в н у т р е н н е г о	с г о р а н и я
. / Рз\ . .			.	к к а л	—	к к а л
f\t = t (р ^)		[37]. Qi=-i00—			; Сг, = 0,17кг_моль_ 0/<; fc= 1,Ю;
				к г
Т1 = 288°К',		s = 1 2	;		п р о м е ж у т о ч н о е		о х л а ж д е н и е
			Д Т =	0 , 5 ( n - T j ) .
Анализ этих циклов приведен И. Н. Нигматулиным [37]; кроме
того, он еще рассматривает несколько						измененный		общий цикл —

с дополнительным подводом тепла на линии 9—10 (в реальных условиях это соответствует кратковременной форсировке).

Из вышеперечисленных циклов рассмотрим: 1) цикл при ю=1, Ф = я|>; т = 1 и 2) цикл при <р = 1, х = 1 — как получившие большое применение в современных силовых установках [10].

в) Идеальный цикл комбинированного двигателя с продолженным расширением, отводом теплоты при р = const и переменным давлением перед газовой турбиной — р = invar.

Подобный цикл (рис. 29) осуществляется, если турбина на выпуске работает при постепенно понижающемся в процессе рас ширения переменном (invar) давлении отработанных газов (7—10), что может быть достигнуто при раздельном выпуске из

отдельных цилиндров непосредственно в турбину (импульсная турбина). В такой установке кинетическая энергия истечения выпускных газов (из цилиндра) используется непосредственно на лопатках трубины.

Рис.

29.

И д е

а л ь н

ы й н и к

к о м

б и

н и р о

в а н н

г о

д в

и г а

т е л

н у т р е

н н е

г о

с г о р а н и я

п р и

с м е ш а н н о м

п о д в о д е

т е п л о т ы ,

п р о д о л ж е н н о м

р а с ш и р е

н и и ,

п е р е м е н н о м

д а в л е н и и

( п у л ь с а ц и и )

п е р е д

г а з о в о й

т у р б и н о й

о т в о

д о м

т е п л о т ы

п р и р — const

[ 3 7 ] .

8 —

4 —

5 —

6 —

7 —

—

п о р ш

н е в о й

Д В С ; 7 — 1 0 — 1 — г а з о в а я

т у р б и н а ; 1 — 8 — а д и а б а т и ч е с к о е

с ж а т и е

в о з

д у х а

н а г н е т а т е л е .

Выражение термического к. п. д. rit данного цикла можно полу чить из формулы (22) подстановкой в нее ш= 1; «='}; т=1:

Ъ = 1 - -	«(<М)_____	(24)
Ъ = 1 - -

Рис.

30.

К р и в

ы е

т е р м

ч е с к о ю

к .

п .

д .

•()/

и д е

а л ь н о г о ц

к л а

к о м

б и

н и р о в а н н о г о

в и г а т е л я

в н у т р е н н е г о

с г о р а н

и я

с о с м е ш а н н ы м

п о д в о

д о м

т е п л о т ы ,

п р о д о л ж е н н ы м р а с ш и р е н и е м

п у л ь с а ц и е й

г а з о в

п е р е д

т у р б и н о й

[ 3 7

]

Ч , =

/ ы - Q

i =

4 0

^ 4

Tv = 0 , 1 7 - -

: 0К ; : ,

ък ;

к =

1 , 4

0 ;

7 \ =

2 8 8°К.

оДругой вид для r\t можно получить из формулы (18), подстанов кой в нее значения-а= 1:

1
v = i ____ у . »"-*>	(25)
Х - 1 + к Х(р_ 1 )

Анализируя формулу (25) получают [10; 34] следующие значения термического к. п. д .— y\t.

1) т], при р = 1; подобный цикл осуществляется в установках карбюраторным двигателем и импульсной турбиной на выпуске:

Рис.	31. К р и	в ы е т	е р м	и ч е с к о г о	к . п .	д .	и д	е а л	ь н о г о ц и	к л а	к о м б и
н и р о в а н н о г о		д в и г а	т е л я	в н у т р е н н е г о		с г о р а н и я		с о	с м е ш а н н ы м		п о д в о
д о м	т е п л о т ы ,	п р о д о л ж е н н ы м			р а с ш и р е н и е м		и	п у л ь с а ц и е й		г а з о в	п е р е д

т у р б и н о й	[ 3 7 ]	- Y j t = f ■Р'Л . = № « , = «о
			Р,	■
cv =		к к а л	°к к = 1 , 4 0 ;			Т1= Ш
cv =	0 , 1 7 к г . м о л ь .		°к к = 1 , 4 0 ;			Т1= Ш
			1		1
		,= 1	1		к ( Х ” —	1 )
		,= 1	- К — 1		X—1
					X—1

к г

К.

(26)

2) тit при X= 1; подобный цикл может быть осуществлен в уста новке с компрессорным дизелем и по такому циклу работают газовые турбины со сгоранием при p=const:

	(27)
Зависимость	i\( от ек, показана на рис. 30, а зависимость r\t от
я на Рис31,	обе зависимости даны для определенных условий [37].

Рис.

32.

И д е а л ь н ы

й ц и

к л к о м

н и

о в а н

н о

г о д

в и г а т е л

в н

у т р е н

н е г о

с г о р а н и я ,

с м е ш а н н о г о

п о д в о д а

т е п л о т ы

п р о д о л ж е н

н ы м

р а с ш и р е

н и е м

и п о с т о я н н ы м

д а в л е н и е м

г а з о в

п е р е д

т у р б и н о й

п р о м е ж у т о ч

н ы м

о х л а ж д е н и е м

н а д д у в о ч н о г о

в о з д у х а

[ 3 7 ] .

О б о з н а ч е н и я т е

ж е

ч т о

н а

р и с .

2 6 .

Рис. 33, Т о ж е , ч т о	и н а р и	с	. 3 2 ,	н о б е з п	р о м е ж у т о ч н о г о о х л а ж д е
н и я	н а д д у в	о	ч н о г о	в о з д у х а	[ 1 0 ] .

г) Идеальный цикл комбинированного двигателя с продолженным расширением, отводом теплоты при р —const и постоянным

давлением перед газовой турбиной — р = const

Подобный цикл (рис. 32) осуществляется в установках, если перед турбиной поддерживается постоянное давление выхлопных газов двигателя, что достигается наличием общего выпускного

Рис.

34.

К р и в ы

т е р м и

е с к о

г о

к .

п .

rlt

и д

е а л

ь н о г о

и к

л а к о

м б и

н и р о в а н н о г о

д в и г а т е л я

в н у т р е н н е г о

с г о р а н и я

с о

с м е ш а н н ы м

п о д

в о д о м

т е п л о т ы ,

п р о д о л ж е н н ы м

р а с ш и р е н и е м и п о с т о я н н ы м

д а в л е н и е м

п е р

е д

т у р б и

н о

[ 3

] .

rit = f(s k)\ Qx =

;

—

к к а

Р 2

с° =

0 Л 7 к7 Г м о л ь . ^ Д :

* =

1 . 4 ;

Т х = 2 8 8

4 ;

2 , 6 8 .

1 — д л я

ц и к л а

п у л ь с а ц и е й

г а з а

п е р е д

т у р б и н о й ;

2 —

Т3 = Т2- 0 ,2 (Т 2- Т , ) ( р и с .

2 9 )

Т3 = Т, ;

ц и к л а

р = const,п

е р е д

г а

з о

т у р

б и

о й

3 —

и к

р =

const

е р е д

г а

з о

т у р

б и

о й

4 —

р = const

Г 3 =

0 , 5 ( Г 2 — Г . , ) ;

и к

п е р е д

г а

з о

в о й

т у р б и

н о й

п р и

Т,).

Т3— Т2—

0 , 2 ( Г г —

коллектора относительно большого объема. Здесь кинетическая энергия выхлопных газов двигателя преобразуется в тепловую, что повышает температуру газов перед турбиной (точка 9' пере мещается в точку 9).

Выражение термического к. п. д. гц данного цикла можно по лучить из формулы (23), подставив в нее ср=1 и т=1.

У —1 f «(анг-1)(м—В

(28)

Ек '[Х—-1+«Х(р—1)]

Если промежуточное охлаждение отсутствует, то цикл прини мает вид — рис. 33, а его термический к. п. д. гц будет равен [10]:

Рис. 35. Т о ж г , ч т о и н а	р и с .	3 4 , н о	д л я та =	/ ( ^ )	«
О б о з н а ч е н и я	с м . н а	р и с .	3 4 .	1
1		Хрк— 1			(29)
1	X—1+кХ(р—1)				(29)
	X—1+кХ(р—1)

Подробный анализ данного цикла (рис. 32) дается И. Н. Нигматулинкм [37] и иллюстрируется рис. 34 и 35.

д) Сравнение идеальных циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания с продолженным расширением

На рис.		36 дано сравнение идеальных циклов			поршневых дви
гателей внутреннего сгорания с продолженным					расширением	и
смешанным		подводом	теплоты: одного . с	использованием кине
тической энергии выхлопных газов—acyze 9'— 10'—12'— 11 1						а
(см. еще рис. 29) и другого без использования					этой энеогии —
acyze 9	9	10 12 1]	а (см. еще рис. 33); оба цикла ср а в И а -
ются при	одинаковых		прочих условиях. Из	рис.	36 следует, что

5 6

термический к. п. д. первого цикла — с использованием кинетичес кой энергии выхлопных газов — выше, чем у второго цикла, так как количество теплоты, отводимой в холодильник у второго цик-

Рис. 36.

С р

а в н

е н и е

э к о

н о м

и ч н

с т и

и д е а

ь н

л о

о м

н и р о в а н н ы х

д в и г а т е л е й

п р о д о л ж е н н ы м

р а с ш и р е н и е м

и с м е

acyzb 9 ' —

ш а н н ы м

п о д в о д о м

т е п л о т ы

[ 1 0 ] .

1 0 ' —

1 2 ' —

1 1 —

1 —а —

с п

у л ь с а ц

г а

е р е д

б и н о й

( р

и с .

2 9 ) .

	acyzb 9 ' — 9 — 1 0 — 1 2 — 1 1 —		1 —а — с	п о с т о я н н ы м		д а в л е н и е	м
		п е р е д т у р б и н о й		( р и с . 3 2 ) .
ла	(10— 12—11— 1)	больше, чем у первого			цикла	(10'—12'—11 —
— 1), а это согласно формуле
		-я	_ 1_	_0_2
дает основание для		нашего		<ЭХ
дает основание для		нашего	заключения.
е)	Идеальный цикл	поршневого двигателя			внутреннего		сгорания
	с механическим наддувом (от компрессора)

Взяв за основу обобщенный идеальный цикл поршневого дви гателя внутреннего сгорания (рис. 11) и формулу (18), выведен-

ную проф. В. А. Ваншейдтом [10], инж. Л. С. Андрущенко уточ нил [3.5] выражение термического к. п. д. гц для идеального цикла двигателя с наддувом от компрессора механически приводимого двигателем:

т„= 1____ —	.	(зо)
«Г

Из сравнения формул (18) и (30) вытекает необходимость учета степени сжатия механического нагнетателя еНг , аналогично тому, как сделано при газотурбинном наддуве [37]- Схемы идеаль ных циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания при ме ханическом наддуве представлены на рис. 37.

Рис.	37. С х е м	ы	и д е а л ь н ы	х ц	и	к л о в п о р ш	н е в ы х	д	в и г а т е л е й	в н у т р е н
н е г о	с г о р а н и я	с	м е х а н и ч е с к и		м	н а д д у в о м	о т	к о м п р е с с о р а ,		п р и в о д и
м о г о	с а м и м	д в и г а т е л е м		[ 3 6	] .	а) с о с м е ш а н н ы м			п о д в о д о м	т е п л о т ы ;

б) с	и з о х о р н ы м	п о д в о д о м	т е п л о т ы ; в) с и з о б а р н ы м п о д в о д о м т е п л о
т ы .	О б о з н а ч е н и я	т е ж е ,	ч т о и к	р и с . 1 1 ; af — с ж а т и е в н а г н е т а т е л е ;
		/ с — с ж а т и е		в д в и г а т е л е .
3.	РАСЧЕТНЫЕ И РАБОЧИЕ ЦИКЛЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАЗОМКНУТЫЕ
			ЦИКЛЫ д в е
Основная цель		поршневого двигателя внутреннего сгорания —

преобразование тепловой энергии в механическую, в своем реаль ном осуществлении осложняется, сравнительно со схемой данно го идеального цикла, а именно в реальном — рабочем цикле име

ет	место:	периодическое	(цикловое) обновление рабочего	тела
с	беспрерывным изменением его природы; реальные (рабочие)
процессы		отклоняются от	термодинамических, вследствие	ряда

побочных физико-химических явлений и условий их практическо го осуществления.

Таким образом, если сравнить диаграмму рабочего цикла (индикаторную), например, четырехтактного бескомпрессорного ди зеля (цикл смешанного сгорания) с диаграммой соответствующе го ему идеального цикла — смешанного подвода тепла (рис. 38), то установим нижеследующее.

Идеальный цикл (atctytztbtat), совершаясь с неизменным идеальным

газом, составляется из: подвода теплоты по изохоре (ctyt) и изобаре (ytzt)\ адиабатного расширения газа {ztbt)\ отвода теплоты по изохоре (bfit) и адиабатного сжатия {afct).

Рабочий цикл, изображенный сплошной линией, представляет собою комплекс непрерывных политропных процессов, в течение которых происходит зарядка цилиндра свежим воздухом, сжатие

Рис. 38.

х е м а

а б

о ч е г о

ц и к л а

4 - т а к т н о г о

б ы

с т р о

х о д н

о г о

д в и г а т е л я

с м е ш а н н о г о

с г о р а н и я

б е з

н а д д у в а

( с п л о ш н а я

л и

—

1 )

aa'c'z"b'e'd'r"r'a

с о о т в

е т с

т в у ю щ и

е м

с ч е т н

о г о

л а

( т о

к а я

л и

и я

—

)

acyzberda и

и д е а л ь н о

г о

и к

( п

н к

b' — о т к р ы т и е

т и

а я

н и

я —

3 )

atctytZtbtat.

в ы х л о п н о г о

к л а п а н а ; г' — з а к р ы т и е

в ы х л о п н о г о

к л а п а н а ;

d' —

о т к р ы т и е

в п у с к н о г о

к л а п а н а ;

а ' —

з а к р ы т и е

в п у с к н о г о

к л а п а н а ;

с’ —

о т к р ы т и е

ф о р с у н к и ;

г ' —

з а к р ы т и е

с у н

к и

;

d 'r"r'

—

р о

д у в к а

( о д н о

в р е м е н н о е

т к

т и

п у с к

о г о

в ы х л

о п

г о

к л

п а

н о в

—

i перекрытие*

а п

н о в

) .

воздуха ( с остаточными газами), впрыски сгорание топлива, рас ширение и выхлоп продуктов сгорания, причем границ этих про цессов по существу нет и даже отдельные процессы накладыва ются.

Вследствие сложности рабочих процессов, для расчетов, иссле дований и при проектировании пользуются расчетными циклами

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 256 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
27.10.202331.98 Mб13Теория и практика балансировочной техники..pdf
#
19.10.20236.28 Mб1Теория и практика зональной дифференциации закупочных цен..pdf
#
27.10.202323.44 Mб29Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник..pdf
#
27.10.202321.79 Mб26Теория линейных электрических цепей учеб. пособие.pdf
#
29.10.20238.91 Mб6Теория познания и современная наука..pdf
#
29.10.202310.17 Mб18Теория поршневых двигателей внутреннего сгорания Метод. пособие.pdf
#
22.10.202315.01 Mб58Теория стрельбы из танков учебник..pdf
#
30.10.202318.58 Mб19Теплов Л. Очерки о кибернетике.pdf
#
23.10.202354.3 Mб21Тепловые процессы при обработке металлов и сплавов давлением учеб. пособие для студентов металлург. спец. вузов.pdf
#
19.10.20235.37 Mб5Теплообмен в электродуговом нагревателе газа..pdf
#
19.10.20234.15 Mб7Теплофизика и термодинамика [сборник статей]..pdf