Автомобильные двигатели»
«Автомобильные двигатели»
1. Замкнутые теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания. Особенности (допущения) замкнутых теоретических циклов. Виды замкнутых теоретических циклов и их диаграммы состояния.
Процессы, происходящие в двигателях внутреннего сгорания, анализируют при помощи теоретических и действительных циклов.
В теоретическом цикле в отличие от действительного отсутствуют потери теплоты, за исключением неизбежной ее отдачи холодному источнику в соответствии со вторым законом термодинамики.
Замкнутые теоретические (термодинамические) циклы осуществляются в воображаемой тепловой машине при соблюдении следующих допущений:
1. Цикл является замкнутым (обратимым) и протекает с постоянным количеством одного и того же рабочего тела, в качестве которого принимают идеальный газ.
2. Процесс сгорания топлива в цилиндре заменен мгновенным подводом теплоты от постороннего горячего источника, а процесс выпуска отработавших газов заменен мгновенным отводом теплоты в холодный источник.
3. Процессы сжатия и расширения протекают без теплообмена с внешней средой, т.е. принимаются адиабатными.
4. Теплоемкость рабочего тела на протяжении всего цикла считается постоянной, не зависящей от температуры.
Для анализа процессов поршневых ДВС используют следующие термодинамические циклы:
1) цикл с подводом теплоты при постоянном объеме (рис. 1.1, а) является прототипом действительного цикла двигателей с искровым зажиганием;
2) цикл с подводом теплоты при постоянном давлении (характерен для работы тихоходных компрессорных дизелей электростанций, судовых установок) (рис. 1.1, б);
3) цикл со смешанным подводом теплоты при постоянном объеме и постоянном давлении (рис. 1.1, в),служит прототипом действительного цикла дизельного двигателя. Циклы с подводом теплоты при V = const и р = const являются частными случаями цикла со смешанным подводом теплоты.
В цилиндре идеализированного двигателя имеется рабочее тело с начальными параметрами ра, Та. При перемещении поршня от н.м.т. до в.м.т. происходит адиабатное сжатие рабочего тела по кривой ас. На участке cz’ (cz для рис. а) ) рабочему телу подводится теплота от горячего источника при постоянном объеме, на участке z’z – при постоянном давлении. Затем происходит адиабатное расширение газа с совершением механической работы (кривая zb) и отвод теплоты (Q2 холодному источнику при постоянном объеме (линия bа).
Каждый теоретический цикл характеризуется двумя основными показателями: теплоиспользованием, которое определяется термическим коэффициентом полезного действия, и работоспособностью, которая определяется удельной работой цикла.
Термическим КПД называется отношение количества теплоты, превращенной в полезную механическую работу, к общему количеству теплоты, подведенной к рабочему телу:
ηt = (Q1 — Q2 )/Q1 = 1-Q2 /Q1
где Q1 — количество теплоты, подведенное к рабочему телу от постороннего источника; Q2 — количество теплоты, отведенное от рабочего тела холодному источнику.
Удельной работой цикла называется отношение количества теплоты, превращенной в механическую работу Lt, к рабочему объему Vh и выражается в Дж/м 3 :
Pt = Lt / Vh ; Lt = Q1 ηt
Удельная работа цикла (Дж/м 3 =Нм/м 3 =Н/м 2 ) численно равна среднему постоянному за цикл давлению (Па=Н/м 2 ).
Рассмотрение и анализ теоретических циклов позволяет сделать следующие выводы:
1. Экономичность цикла (теплоиспользование) повышается с увеличением показателя адиабаты сжатия и расширения k (зависит от свойств рабочего тела) и степени сжатия ε. На работоспособность цикла кроме k и ε оказывает влияние величина начального давления pа.
2. По циклу с подводом теплоты при постоянном объеме целесообразно осуществлять рабочий процесс реального двигателя со степенями сжатия, не превышающими ε = 11 – 12. Дальнейшее повышение степени сжатия дает увеличение удельной работы и к.п.д. цикла, но незначительно, а также возникает необходимость в применении топлив с высокими антидетонационными свойствами.
3. При одинаковых начальных условиях и одинаковом количестве подведенной теплоты значения термического к.п.д. и среднего давления цикла со смешанным подводом теплоты всегда меньше соответствующих значений цикла с подводом теплоты при постоянном объеме. В цикле со смешанным подводом теплоты при увеличении доли теплоты, подводимой при V = const, и при уменьшении доли теплоты, подводимой при р = const, повышаются значения термического к.п.д. и среднего давления цикла.
4. Цикл со смешанным подводом теплоты целесообразно применять при значительных степенях сжатия (больше 12) и с возможно большими значениями степени повышения давления. По данному циклу работают все быстроходные автомобильные и тракторные дизели без наддува. КПД цикла со смешанным подводом теплоты может превышать КПД двигателей с искровым зажиганием (цикл при V = const) за счет возможного использования более высоких значений степени сжатия.
Теоретические циклы двигателей с наддувом. Повышение давления в начале сжатия (см. точки а на рис. 2.1) с целью увеличения удельной работы (среднего давления) цикла называется наддувом. В автомобильных и тракторных двигателях наддув осуществляют за счет предварительного сжатия воздуха или топливовоздушной смеси в компрессоре. Привод компрессора может быть механическим, непосредственно от вала двигателя, или газовым, от газовой турбины, работающей за счет энергии выпускных газов поршневого двигателя.
Кроме того, повышение давления в начале сжатия возможно получить за счет использования скоростного напора, инерционных и волновых явлений во впускной системе двигателя, т. е. за счет так называемого инерционного наддува.
При газотурбинном наддуве получается комбинированный двигатель, состоящий из поршневой части, газовой турбины и компрессора.
В автомобильных и тракторных двигателях чаще применяют турбокомпрессоры с постоянным давлением газов перед турбиной. Прототипами рабочего процесса комбинированных двигателей являются теоретические циклы (рис. 1.2).
Цикл с постоянным давлением перед турбиной acz’zba осуществляется в поршневой части двигателя, а цикл afgla – в турбокомпрессоре. Теплота QT, отводимая при V = const в цикле поршневой части двигателя (линия bа), подводится при постоянном давлении в турбокомпрессорном цикле (линия аf). Далее в газовой турбине осуществляется продолженное расширение по адиабате (кривая fg), отвод теплоты Q2 при постоянном давлении (линия gl) и адиабатическое сжатие в компрессоре (линия la).
Теоретический цикл с продолженным расширением и переменным давлением газов перед турбиной acz’zbfgla (см. Рис. 1.2).При этом часть цикла acz’zb, осуществляется в поршневой части, а часть цикла bfgla – в лопаточных машинах. Продолженное расширение осуществляется в газовой турбине по адиабате (bfg), отвод теплоты при р=const на участке gl и предварительное сжатие по адиабате la в воздушном компрессоре.
В этом цикле, за счет дополнительного использования кинетической энергии отработавших газов, значительно возрастает его КПД до 70 – 75%. Несколько возрастает и абсолютное значение работы цикла.. Реальное использование данного термического цикла связано с решением ряда конструктивных трудностей.
Цикл Дизеля
Термодинамические циклы |
---|
![]() |
Статья является частью серии «Термодинамика». |
Цикл Аткинсона |
Цикл Брайтона/Джоуля |
Цикл Гирна |
Цикл Дизеля |
Цикл Калины |
Цикл Карно |
Цикл Ленуара |
Цикл Миллера |
Цикл Отто |
Цикл Ренкина |
Цикл Стирлинга |
Цикл Тринклера |
Цикл Хамфри |
Цикл Эрикссона |
Разделы термодинамики |
Начала термодинамики |
Уравнение состояния |
Термодинамические величины |
Термодинамические потенциалы |
Термодинамические циклы |
Фазовые переходы |
править |
См. также «Физический портал» |
Цикл Дизеля — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания с воспламенением впрыскиваемого топлива от разогретого рабочего тела, цикл дизельного двигателя.
Идеальный цикл Дизеля состоит из четырёх процессов:
- 1—2 адиабатное сжатие рабочего тела;
- 2—3 изобарный подвод теплоты к рабочему телу;
- 3—4 адиабатное расширение рабочего тела;
- 4—1 изохорное охлаждение рабочего тела.
КПД цикла Дизеля ,
где — степень сжатия,
— коэффициент предварительного расширения,
— показатель адиабаты.
Идеальный цикл лишь приблизительно описывает процессы, происходящие в реальном двигателе, но для технических расчётов в большинстве случаев точность такого приближения удовлетворительна.
См. также
- Поршневой двигатель внутреннего сгорания
- Термодинамический цикл
Ссылки
- Термодинамические циклы разных двигателей
- Циклы двигателей внутреннего сгорания (двс)
![]() |
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Иметь или не иметь
- Johnny B. Goode
Смотреть что такое «Цикл Дизеля» в других словарях:
цикл Дизеля — Dyzelio ciklas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. constant pressure cycle; Diesel cycle vok. Diesel Kreisprozeß, m rus. цикл Дизеля, m pranc. cycle de Diesel, m … Fizikos terminų žodynas
ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ — (Oil engine cycle) круговой процесс, по которому работают двигатели, представляющий собой замкнутую последовательность явлений, происходящих внутри рабочего цилиндра, периодически повторяющихся. Цикл Дизеля, по которому работают дизели, заключает … Морской словарь
Цикл Тринклера — Термодинамические циклы … Википедия
Цикл двигателя — совокупность последовательных процессов, периодически происходящих в двигателе внутреннего или внешнего сгорания и обусловливающих его работу. Различают термодинамический и действительный Ц. д. В отличие от цикла термодинамического (См.… … Большая советская энциклопедия
Цикл Карно — Термодинамические циклы … Википедия
Цикл Брайтона — Термодинамические циклы … Википедия
Цикл термодинамический — Термодинамические циклы Статья является частью серии «Термодинамика». Цикл Аткинсона Цикл Брайтона/Джоуля Цикл Гирна Цикл Дизеля Цикл Калины Цикл Карно Цикл Ленуара … Википедия
Цикл Отто — Термодинамические циклы … Википедия
Цикл Стирлинга — Термодинамические циклы … Википедия
Цикл Ренкина — Термодинамические циклы … Википедия
Устройство современного двигателя
Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя
Рабочий цикл авто с дизельным двигателем отличается тем, что при такте впуска в цилиндр двигателя поступает очищенный воздух, а не горючая смесь, как в карбюраторном двигателе.
Первый такт — впуск.
Устройство двигателя современного
автомобиля, устройство систем и механизмов
Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, через открытый впускной клапан в цилиндр поступает очищенный воздух (из-за разрежения, создаваемого поршнем). Воздух перемешивается с небольшим количеством оставшихся от предыдущего цикла отработавших газов, температура повышается и в конце такта впуска достигает 300—320 К, а давление 0.08—0.09 МПа. Коэффициент наполнения цилиндра 0,9 и выше, т. е. больше, чем у карбюраторного двигателя.
Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя:
а — впуск воздуха; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск отработавших газов; 1— цилиндр; 2 — топливный насос, 3 — поршень: 4 — форсунка, 5 — впускной клапан, 6 — выпускной клапан
Второй такт — сжатие.
Как устроен простейший двигатель?
Устройство двигателя для детей
Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Давление и температура воздуха увеличиваются и в конце такта составляют соответственно 3—5 МПа и 800—900 К. Степень сжатия регламентируется исправностью деталей КШМ и равна 17—21.
Третий такт — рабочий ход.
В конце такта сжатия (20—30 градусов угла поворота коленчатого вала ло прихода поршня в ВМТ) с помощью насоса через форсунку в цилиндр под высоким давлением (15—20 МПа) в мелкораспыленном виде впрыскивается порция топлива. Топливо от соприкосновения с нагретым воздухом испаряется, его пары перемешиваются с нагретым воздухом и воспламеняются. При сгорании топлива, вследствие подвода большого количества теплоты, резко увеличиваются лишение и температура образовавшихся газов. В начале такта расширения давление газов составляет 7—8 МПа. а температура 2100—2300 К. Под действием давления поршень перемешается от ВМТ к НМТ, совершая полезную работу. Объем цилиндра увеличивается, давление и температура газов снижаются и при подходе поршня к НМТ составляют 0,2-0,4 МПа .
Четвертый такт — выпуск.
Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются через выпускной трубопровод в окружающую среду. В конце такта выпуска давление газов равно 0,11 -0,12 МПа, температура 850—1200. После этого рабочий цикл дизеля повторяется.
В двухтактных двигателях время, отводимое на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы выпуска и впуска совмещены по времени с процессами сжатия и рабочего хода. Рабочий цикл происходит за 360 градусов (один оборот коленчатого вала).
При движении поршня от ВМТ к НМТ одновременно происходят процессы расширения и выпуска с продувкой цилиндра, а при обратном движении от НМТ к ВМ1 впуск и сжатие. Изменения параметров цикла (давление и температура) соответствуют изменениям параметров четырехтактного двигателя.
Сравнение рабочих циклов четырех- , двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения коленчатого вала мощность двухтактных двигателей выше в 1.5—1,7 раза. Он проще по конструкции и компактнее.
К недостаткам двухтактного двигателя следует отнести ограниченное время газообмена, что ухудшает очистку цилиндра от отработавших газов, увеличивает потери части свежею заряда, снижает экономичность.
Что такое теоретический цикл дизельного двигателя
- Абитуриенту
- Студенту
- Выпускнику
- Аспиранту
- Сотруднику
- Гостю
- Контакты
Версия для слабовидящих
English
- Контакты приемной комиссии
- Опорный университет
- Структура
- Преподаватели
- Доступная среда
- Контакты и реквизиты
- Телефонный справочник
- Антитеррор
- План университетского городка
- Профилактика коронавирусной инфекции
- История развития
- Руководство
- Ученый совет
- Нормативные документы
- Сведения об образовательной организации
- Управления и отделы
- Государственные закупки
- Институты
- Филиалы
- Колледжи
- Центры
- Образовательные программы
- Магистратура
- Аспирантура, докторантура
- Военная подготовка
- Дополнительное образование
- Научно-техническая библиотека
- Научные направления
- Конференции
- Конкурсы и гранты
- Фестиваль науки
- Организация НИР
- Диссертационные советы
- Центры коллективного пользования
- Научные издания
- Управление международных коммуникаций
- Программа «Tempus» и «ERASMUS+»
- Проект «NanoBRIDGE»
- Проект «Bridge»
- Проект «HP»
- Академия «Cisco»
- Инновационные предприятия
- Центр трансфера технологий
- Воспитательная работа
- Кураторы
- Профсоюзы
- Студенческий клуб
- Центр карьеры
- Газета «За инженерные кадры»
- Спорт и отдых
- Медицинская помощь
Бакалавриат и специалитет
11 августа – завершение приема заявлений о согласии на зачисление на очное бюджетное обучение на основном этапе зачисления. Зачисление – 17 августа .
25 августа – завершение приема заявлений о согласии на зачисление на очное платное обучение.
Зачисление – 26 августа.
23 августа – завершение приема заявлений о согласии на зачисление на заочное бюджетное обучение.
Зачисление – 24 августа.
26 августа – завершение приема заявлений о согласии на зачисление на заочное и очно-заочное платное обучение. Зачисление – 27 августа .
до 27 августа – дополнительное зачисление на очное бюджетное обучение
Магистратура
7 августа – завершение приема на бюджетные и платные места.
14 августа – размещение конкурсных списков.
17 августа – завершение приема заявлений о согласии на зачисление на очное и заочное бюджетное обучение.
Зачисление – 18 августа .
24 августа – завершение приема заявлений о согласии на зачисление на платное обучение.
Зачисление – 26 августа .