Строительные машины и оборудование, справочник


Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания

Категория:
   Передвижные электростанции


Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания

Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания бывают трех видов:
— цикл с подводом тепла при постоянном объеме (карбюраторные и газовые двигатели);
— цикл с подводом тепла при постоянном давлении (компрессорные дизели);
— цикл со смешанным подводом тепла (бескомпрессорные дизели).

В двигателях внутреннего сгорания работа совершается в процессе расширения рабочего тела. Чтобы двигатель работал постоянно, надо многократно возобновлять процесс расширения. Для этого рабочее тело после его расширения в цилиндре нужно сжать и снова подвести к нему тепло, т.е. возвратить рабочее тело в первоначальное (исходное) состояние. Таким образом происходит замкнутый круговой процесс, или цикл.

Цикл с подводом тепла при постоянном объеме. Цикл двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при постоянном объеме рассмотрим на примере рис. 1. Объем газа в цилиндре-двигателя с подвижным поршнем равен V. При передвижении-поршня влево будет происходить адиабатное сжатие газа (линия 1-2). После сжатия к газу подводится тепло q при постоянном: объеме (изохорный процесс по линии 2-3). Поршень в это время находится в левом крайнем положении. Теоретически объем газа в течение подвода тепла q не изменяется. От действия -большого давления газов поршень переместится в правое крайнее положение. Процесс расширения в теоретическом цикле происходит по адиабате (линия 3-4). Во время расширения совершается внешняя работа.



-

Из данной формулы видно, что к. п. д. термодинамического цикла зависит от степени сжатия е и показателя адиабаты к. Чем выше степень сжатия, тем больше термический к. п. д. двигателя. Практически такие двигатели имеют степень сжатия до 8-9, так (как более высокая степень сжатия рабочей смеси приводит к преждевременному ее воспламенению и снижению мощности.

Полезная работа цикла будет увеличиваться при повышении разности температур (Г3 — Т2) и уменьшении разности температур (Г4 — Ti), а также при повышении степени сжатия е.

Рис. 1. Цикл со смешанным подводом тепла

Рабочий цикл поршневого ДВС состоит из ряда термодинамических процессов, во время которых к рабочему телу, находящемуся в цилиндре, последовательно подводится и отводится теплота. Изменение температуры и объема рабочего тела является причиной преобразования тепловой энергии в механическую работу. В качестве рабочего тела при изучении общих законов, характеризующих эффективность использования теплоты применительно к процессам, происходящим в ДВС, рассматривается идеальный газ. Под ним понимают газ, в котором отсутствуют силы межмолекулярного сцепления, а молекулы не имеют геометрических размеров.

В технической термодинамике рассматриваются теоретические циклы ДВС, которые отличаются по способу подвода и отвода теплоты.

Различают два основных теоретических цикла:
1. С подводом теплоты при постоянном объеме рабочего тела, соответствующего рабочему процессу карбюраторного и газового двигателей.
2. Со смешанным подводом теплоты, т. е. с подводом части теплоты при постоянном объеме и части — при постоянном давлении, что соответствует рабочему процессу дизельного двигателя со смешанным циклом смесеобразования.

Теплота от рабочего тела в обоих циклах отводится при постоянном объеме. Теоретические циклы графически изображаются в виде PV-диаграмм. При рассмотрении теоретических циклов делаются следующие допущения:
1. В цилиндре условного двигателя находится постоянное количество рабочего тела, совершающего замкнутый цикл.
2. Процессы подвода теплоты от внешнего источника и отвода ее на сторону происходят мгновенно.
3. Теплоемкость рабочего тела, находящегося в цилиндре, постоянна в течение всего цикла и не зависит от температуры.
4. Процессы сжатия и расширения рабочего тела происходят без теплообмена с окружающей средой, т. е. стенки цилиндра считаются нетеплопроводными.

В начале цикла поршень находится в н.м.т., что соответствует точке а диаграммы. При перемещении поршня и сжатии газа, находящегося в цилиндре, повышаются его температура и давление, что находит отражение на диаграмме в виде адиабаты а—с. Точка с соответствует положению поршня в в.м.т. В конце сжатия к газу подводится мгновенно теплота Qi от внешнего источника, что приводит к резкому повышению давления при постоянном объеме газа (изохора с—г). Под действием возросшего давления газ, расширяясь, перемещает поршень вниз к н.м.т., совершая при этом механическую работу (адиабата z—b). Объем газа при этом плавно увеличивается, а давление и температура соответственно уменьшаются. Расширение газа заканчивается в н.м.т. (точка b), где от газа мгновенно отводится теплота холодильному источнику. Уменьшение температуры газа приводит к снижению давления до первоначального р0 (изохора b—а).

Реклама:


--
Читать далее:

Категория: - Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины

 

Поиск по сайту:



Остались вопросы по теме:
"Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания"
— воспользуйтесь поиском.


Машины городского хозяйства
Естественная история машин
Транспортная психология
Пожарные автомобили
Автомобили-рефрижераторы
Монтаж и эксплуатация лифтов
Тракторы