Цикл Карно

В тепловых двигателях стремятся к полному превращению тепловой энергии в механическую. Французский инженер Карно (1824 г.) обнаружил, что наибольший эффект достигается при совершении идеальным газом цикла из четырёх последовательных термодинамических процессов.

1-2 – изотермическое расширение;

2-3 – адиабатическое расширение;

3-4 – изотермическое сжатие;

4-1 – адиабатическое сжатие.

Площадь 1-2-3-ось абсцисс – механическая работа, совершаемая газом при расширении.

Площадь 3-4-1-ось абсцисс – механическая работа, затраченная на сжатие газа.

Разность площадей – механическая работа, произведённая во время цикла.

Q_подвQ_отв

Ни один из обратимых циклов не может иметь термический КПД выше термического КПД цикла Карно, который теоретически может быть равен единицы при Т1=∞ или Т2=0 , что практически невозможно. Сравнение КПД цикла Карно и любого другого цикла дает возможность судить о степени

совершенства последнего.

Идеальные термодинамические циклы

Идеальный цикл:

• химический состав и количество газа неизменны.

• процессы сжатия и расширения осуществляются адиабатно;

• теплоёмкость рабочего тела не зависит от температуры;

Это замкнутый цикл в воображаемой тепловой машине.

Сгорание и газообмен заменяются процессами подвода и отвода тепла.

Показатели цикла

=V_a/V_c – степень сжатия

=p_t/p_c – степень повышения давления

=V_t/V_c – степень предварительного расширения

= V_b/V_t – степень последующего расширения

= p_b/p_a – степень понижения давления

_t – термодинамический к.п.д. – отношение количества теплоты, превращённой в работу цикла, к количеству теплоты, сообщённой рабочему телу;

_t=(Q₁-Q₂)/Q₁;

p_t – среднее давление (удельная работа);

Q₁ – сообщённое количество теплоты;

Q₂ – отведённое количество теплоты;

Q₁-Q₂ – количество теплоты, превращенное в работу.

А

а

б

в

) подвод тепла при V=const (карбюраторные двигатели).

, где k – показатель адиабаты;

б) подвод тепла при p=const (цикл Дизеля):

в) смешанный цикл (предложен русским инженером Г.В.Тринклером в 1904 г.)

Индикаторные диаграммы двс

а б

Д

Индикаторные диаграммы четырехтактного (а) и двухтактного (б) двигателей.

ействительным циклом поршневых ДВС называется комплекс периодически повторяющихся процессов, осуществляемых с целью превращения термохимической энергии топлива в механическую работу. Действительные циклы отличаются от идеальных: разомкнутые, вместо подвода тепла сгорание рабочей смеси, переменный химический состав смеси, постоянный теплообмен с окружающей средой.

Изменение давления газа в цилиндре двигателя определяется с помощью индикатора, а получаемую при этом диаграмму называют индикаторной.

Действительная индикаторная диаграмма дизеля соотвествует диаграмме смешанного цикла.

Система питания

Предназначена для приготовления горючей смеси.

Состоит: топлиный бак, топливный насос, карбюратор, воздушный фильтр, впускной и выпускной трубопроводы, глушитель, топливопроводы, датчик, лампочки.