4.) Цикл со смешанным подводом количества тепла (Цикл Тринклер)
Двигатели с постоянным сгоранием топлива при p = const имеют некоторые недостатки. Одним из них является наличие компрессора, применяемого для подачи топлива, на работу которого расходуется 6 – 10% от общей мощности двигателя, что усложняет конструкцию и уменьшает экономичность двигателя.
Стремление упростить и улучшить работу таких двигателей привело к созданию бескомпрессорных двигателей, в которых топливо механически распыляется при давлении 50 – 70 МПа. Проект бескомпрессорного двигателя высокого сжатия со смешанным подводом количества теплоты разработал русский инженер Г.В.Тринклер. этот двигатель лишен недостатков обоих разобранных типов двигателей. Жидкое топливо топливным насосом подается через топливную форсунку в головку цилиндра в виде мельчайших капелек. Попадая в нагретый воздух, топливо самовоспламеняется и горит в течении всего периода, пока открыта форсунка: вначале при постоянном объеме, а затем при постоянном давлении.
Идеальный цикл двигателя со смешанным подводом количества теплоты
Рис.
11.
1 Рис. 11. 2
изображен в
-
и
диаграммах на рис. 1 и 2.
Рабочее тело с
параметрами р1,
v1,
Т1
сжимается
по адиабате 1-2 до точки 2. По изохоре 2-3
к рабочему телу подводится первая доля
теплоты q'1.
По изобаре 3-4 подводится вторая доля
теплоты q''1.
От точки 4 рабочее тело расширяется по
адиабате 4-5. И наконец, по изохоре 5-1
рабочее тело возвращается в первоначальное
состояние – в точку 1, при этом отводится
теплота q2
в теплоприемник. Характеристиками
цикла является степень сжатия ε =
,
степень повышения давления
и степень предварительного расширения
.
Определим
термический КПД цикла при условии, что
теплоемкости ср,
сv
и показатель адиабаты k
=
постоянны:
.
Первая доля подведенного количества теплоты
.
Вторая доля подведенного количества теплоты
.
Количества отведенной теплоты
.
Термический КПД
.
Термический КПД цикла
.
или 
.
(11.5)
Из уравнения (1) следует, что КПД цикла зависит от k, от степени сжатия, повышения давления и предварительного расширения. С увеличением k, ε и λ КПД цикла возрастет, а с увеличением ρ КПД уменьшается.
На Ts- диаграмме КПД цикла со смешанным подводом количества теплоты определяем из соотношения площадей (рис. 2)
.
Для этих двигателей обычно применяют ε = 10÷14, λ = 1,2÷1,7 и ρ = 1,1÷1,5.
Если допустить, что λ = 1, то цикл со смешанным подводом количества теплоты превращается в цикл с изобарным количеством теплоты, а из уравнения (14.1) получаем уравнение КПД этого цикла
.
Если принять, что ρ = 1, то цикл со смешанным подводом количества теплоты превращается в цикл с изохорным подводом количества теплоты, а из равнения (14.1) получаем уравнение КПД этого цикла
.