Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля)

В двигателях с подводом теплоты при Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru производится раздельное сжатие воздуха и жидкого топлива (горючего), что исключает самовоспламенение и позволяет получить высокие степени сжатия. Давление в конце сжатия порядка 3-4 МПа. Степень сжатия Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru =14¸18.

На рис. 11.3 приведен термодинамический цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме в vP- и sT-диаграммах для 1 кг рабочего тела.

Цикл состоит из следующих процессов: 1-2 – адиабатное сжатие рабочего тела в цилиндре; 2-3 – подвод теплоты при постоянном давлении; 3-4 - адиабатное расширение рабочего тела; 4-1 – отвод теплоты при постоянном объеме.

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru

Рис. 11.3. Термодинамический цикл двигателя внутреннего сгорания

с подводом теплоты при постоянном давлении:

а - в vP- диаграмме; б – в sT-диаграмме.

Параметрами, характеризующими данный цикл, являются:

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru - степень адиабатного сжатия; Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru - степень предварительного расширения;

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru - степень адиабатного расширения.

Термический КПД цикла определяется по формуле:

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru .

Количество теплоты, подводимое к рабочему телу в процессе 2-3:

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru . (11.8)

Количество теплоты, отводимое в изохорном процессе 4-1:

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru . (11.9)

Количество подведенной теплоты Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru и отведенной Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru можно определить через параметры цикла. Для этого температуры Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru и Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru выражаются через температуру Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru и параметры цикла Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru и Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru .

Таблица 11.2 - Определение температуры в характерных точках цикла с изобарным подводом теплоты

Процесс Формулы
1-2 - адиабатный Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru
2-3 – изобарный Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru
3-4- адиабатный Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru Т.к. Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru или Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru . Тогда Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru или Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru  

После преобразований:

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru ; Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru ; (11.10)

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru . (11.11)

Из выражения (11.11) видно, что термический КПД данного цикла зависит от степени сжатия Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru , степени предварительного расширения Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru и показателя адиабаты k рабочего тела, совершающего цикл. С увеличением степени сжатия Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru термический КПД увеличивается. При возрастании степени предварительного расширения Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru он уменьшается. Интенсивность роста термического КПД с возрастанием степени сжатия Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru постепенно уменьшается. Величина степени сжатия Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru в двигателе с подводом теплоты при Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru должна обеспечить самовоспламенение топлива и создать температурные условия для быстрого протекания процесса сгорания.

Из рис. 11.4 видно, что при равенстве площадей отведенной теплоты Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru = пл.6145 термический КПД будет больше у цикла с большей степенью сжатия Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru , так как площадь его полезной работы будет больше, чем у двигателя с меньшей степенью сжатия (пл. 1784 > пл. 1234).

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru
Рис. 11.4. Влияние степени сжатия Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru на Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru цикла ДВС с подводом теплоты при Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru и Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru Рис. 11.5. Влияние количества подведенной теплоты Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru на величину работы цикла ДВС с подводом теплоты при Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru

Работа цикла:

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru . (11.12)

При Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru и при увеличении теплоты Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru увеличивается объем Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru (рис. 11.5), т.е. возрастает степень предварительного расширения Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru . При этом увеличивается работа цикла и уменьшается термический КПД.

Среднее индикаторное давление в этом цикле определяется выражением:

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru . (11.13)

Отсюда видно, что среднее индикаторное давление увеличивается при возрастании Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru и Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении (цикл Дизеля) - student2.ru .

Наши рекомендации