ДВЗ конспекти лекций нова прог
.pdfПолітропи з від'ємними показниками політропи розташовані в першої і третьої четвертих діаграм.
2.В процесах розширення ( AV > 0 ) робоче тіло здійснює позитивну роботу збільшує заряд механічного акумулятора.
В процесах стиснення ( AV < 0 ) робота витрачається, робота механічного акумулятора зменшується.
3.Адіабата (AQ = 0 ) n = k ділить політропні процеси на дві групи.
Процеси лінії котрих лежать вище адіабати здійснюються з підводом теплоти до робочого тіла, тобто зменшенням енергії в тепловому акумуляторі і навпаки процеси, що лежать нище адіабати.
4. Ізотерма (Т-const, n=1) ділить політропні процеси на дві групи. В процесах лінії котрі лежать вище ізотерми, проходять підвищені температури і внутрішньої енергії, в процесах, що нижче ( Т–const) зменшення ΔU і ΔT.
Заняття 2
Тема: "Теоретичні цикли"
План уроку.
1.Прийняти припущення. Величини, які характеризують цикли.
2.Цикл з підведенням теплоти при сталому об'ємі (V - const, цикл Отто.)
3.Цикл з підведенням теплоти при сталому тиску ( Р-const. Цикл Дизеля )
4.Цикл з змішаним підведенням теплоти, при сталому об'ємі і сталому тиску ( Р і V-const, цикл Тринклера.)
1. Двигуном внутрішнього згоряння (ДВЗ) називають тепловий двигун, згоряння палива у якому відбувається у середині циліндра. При цьому, теплота виділена при згорянні палива, перетворюється на механічну роботу. У реальних двигунах дуже складні термодинамічні процеси, що супроводжуються додатковими витратами, які не враховує другий закон термодинаміки. Тому, щоб з'ясувати принципові особливості циклів ДВЗ, вдаються до спрощення їх, роблячи такі
припущення:
1.1.Робочим тілом є стала кількість ідеального газу.
1.2.Хімічний склад робочого тіла сталий.
1.3. Теплоємність робочого тіла стала і не залежить від температури.
1.4.Процеси стиснення і розширення відбуваються без теплообміну з зовнішнім середовищем, тобто адіабатно.
1.5.Процес згоряння палива замінюється підведенням теплоти, а процес випуску - відведенням теплоти.
Для ДВЗ розроблено три теоретичні цикли:
1.Цикл з підведенням теплоти при сталому об'ємі. ( Цикл Отто ).
2.Цикл підведення теплоти при сталому тиску. ( Цикл Дизеля ).
3.Цикл з змішаним підведенням теплоти. ( Цикл Тринкера ).
Теоретичні цикли називають термодинамічними, оскільки вони характеризуються сталою кількістю робочого тіла незмінного хімічного складу. У зв'язку з тим, що теоретичні цикли не враховують процесів впуску; випуску їх вважають замкнутими.
Величини які характеризують цикли.
Міра стиснення (ступінь стиску) - відношення початкового об'єму робочого тіла до кінцевого об'єму під час його стиснення:
ε = |
Va |
(1) |
Vc |
Міра підвищення тиску - є відношення тиску наприкінці підведення теплоти до тиску на його початку.
λ = |
Pz |
, |
(λ = 3...5) |
(2) |
Pc |
Міра попереднього розширення - є відношення об'єму наприкінці підведення теплоти, до об'єму на початку цього процесу.
ρ = |
Vz |
(ρ = 1.5 ...2.5) |
(3) |
Vc |
Міра подальшого розширення - є відношення об'єму наприкінці розширення до об'єму на початку розширення.
δ = |
Vb |
= |
V |
(4) ; ρδ = ε (5) так як Vb = Vа і Vc = Vz . |
Vz |
Vz |
|||
|
|
|
a |
|
2. Цикл з підведенням теплоти при сталому об'ємі ( цикл Отто ). Зображення циклу в РУ координатах.
Цикл складається з двох адіабат: a - с – стиску , z - b – розширення і двох ізохор: с - z – підводу теплоти ΔQ1 та b - a – виводу теплоти ΔQ2.
ККД циклу: |
|
ηt = 1 |
Q2 |
(6) |
||
|
Q1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Taк як |
ΔQ2 = Cv(Tb – Ta), a ΔQ1 = Cv(Tz – Tc) , |
|
||||
тоді |
ηt |
= 1 |
Tb Ta |
|
|
(7) |
T T |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
z c |
|
|
|
Визначимо температури в характерних точках. Припустимо що температура в точці (а) відома. Тоді температуру в точці ( с ) знаходимо з співвідношення параметрів в адіабатному процесі стиснення (лінія а - с )
T |
V |
k 1 |
|
тоді Тс = Та εk-1 |
|
c |
|
a |
|
, |
|
|
|
||||
Ta |
|
|
|
|
|
Vc |
|
|
|||
Температуру в точці (z) знаходимо з співвідношення параметрів в ізохорному процесі (лінія с-z).
Tz |
|
Pz |
, тоді Тz = Tc λ або Тz = Та εk-1 λ |
|
T |
P |
|||
|
|
|||
c |
|
c |
|
Температура в точці ( b ) знаходимо з співвідношення параметрів в адіабатному процесі розширення (лінія z - b)
T |
|
V |
|
k 1 |
|
T |
z |
|
|
|
b |
|
|
z |
|
|
|
|
|
||
T |
z |
V |
|
|
тоді Тb = |
k 1 |
= Та λ (так як Vz = Vс |
i Vb = Va). |
||
|
b |
|
|
|
|
|
||||
Визначені температури підставимо в формулу (7), зробимо математичні перетворення і
отримаємо кінцеву формулу ККД: |
ηt = 1 |
1 |
(8) ; де: k – показник адіабати і дорівнює: |
|||
k 1 |
||||||
|
|
|
|
|
||
k = |
C p |
|
|
|
|
|
Cv |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
Аналіз ККД. ( ηt) |
|
|
|
|
|
|
На ηt впливають дві величини ε |
і k , при їх збільшенні ηt - росте. Збільшення ε обмежене |
|||||
детонацією, тому ε находиться в межах ( 6... 10 ).
Цикл Отто, це теоретичний цикл ДВЗ з примусовим запалюванням пальної суміші. Робоча суміш запалюється від електричної іскри і швидко згоряє при сталому об'ємі.
3. Цикл з компресорним підведенням теплоти при сталому тиску ( цикл Дизеля ). Зображення циклу в РУ координатах.
Цикл складається з двох адіабат: a - с – стиску , z - b – розширення та ізобари с - z – підводу теплоти ΔQ1 та ізохори b - a – виводу теплоти ΔQ2.
ККД циклу: |
ηt = 1 |
Q2 |
|
|
|
|
(9) |
|
|
|
||||||
Q1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Taк як |
ΔQ2 = Cv(Tb – Ta), a ΔQ1 = кCv(Tz – Tc) , |
|
|
|
|
|
||||||||||
тоді |
ηt = 1 |
Tb |
Ta |
|
|
|
|
|
|
|
(10) |
|
|
|
||
k T |
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
z |
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k-1 |
|
|
|
Vz |
|
|
k-1 |
k-1 |
|
k-1 |
к |
враховуючи, що Тс = Та ε |
|
; Тz = Tc( |
|
) = Тс ρ = Та ε |
|
ρ; Тв = Tz( Vz / Vb ) |
= Tz (ρ /ε) |
|
=Та ρ |
|||||||
|
V |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
підставимо ці температури у формулу (10) |
та отримаємо кінцеву формулу ККД |
|
|
|||||||||||||
ηt = 1 |
k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
k 1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Аналіз ККД. ( ηt)
На ηt впливають такі величини ε, ρ і k , при збільшенні ε і k та зменшенні ρ ηt - росте.
4. Змішаний цикл з підведенням теплоти при V і Р const ( цикл Тринклера - безкомпресорного дизеля ). Зображення процесу в Р - V координатах.
Процес складається з двох адіабат: |
а - с – стиску, |
z - в – розширення, двох ізохор: с - у – |
|||||||||||||
підводу теплоти |
|
Q'1 |
та b - а – відводу теплоти |
Q''1 , |
ізобари |
у - z – підведення теплоти Q1 |
|||||||||
тоді |
Q1 = |
Q'1+ |
Q''1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Визначимо термодинамічний ККД : |
|
ηt = |
|
Q2 |
|
( 11 ). |
|||||||||
|
|
Q' |
Q'' |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
Q'1 = Cv(Ty |
– Tc); |
Q''1 =Cp(Tz – Ty); |
|
Q2 = Cv ( Тb – Ta ). |
|||||||||||
Врахуємо, що |
|
Ср = k CV |
підставимо в формулу (8) і отримаємо |
||||||||||||
|
ηt |
|
= 1 |
|
|
Tb Ta |
|
|
|
|
|
|
|
(12) |
|
|
|
(T T ) k(T |
T ) |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
y |
c |
z |
y |
|
|
|
|
|
|
Визначимо температуру в характерних точках циклу. Температуру в точці ( с) знаходимо з |
|||||||||||||||
співвідношення в адіабатному процесі стиску ( лінія а - с ). |
|
||||||||||||||
|
T |
|
|
V |
k 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
a |
|
тоді |
|
Тс = Та εk-1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Ta |
|
|
Vc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Температуру в точці ( у ), знаходимо з співвідношення параметрів в ізохорному процесі ( лінія с - у ).
Ty |
|
Py |
тоді |
Ту = Тс λ = Та εk-1 λ. |
|
|
|||
Tc |
Pc |
|
|
|
Температуру в точці ( z ) знаходимо з співвідношення в ізобарному процесі (лінія у - z ).
Tz |
|
Vz |
тоді |
Тz = Ту ρ = Та εk-1 λ ρ |
|
T |
V |
||||
|
|
|
|||
y |
|
y |
|
|
Температуру в точці (b) знаходимо з співвідношення параметрів в адіабатному процесі розширення (лінія z-b)
T |
|
V |
k 1 |
|
|
|
V |
|
1 |
|
|
|
|
|
b |
|
z |
|
, |
так як |
|
z |
|
|
|
|
згідно формули ( 5 ). |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
T |
|
V |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
||
z |
|
b |
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k 1 |
= Та λ ρ |
k |
|
|
||||
|
|
|
|
Тb = Тz |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Підставимо знайдені температури в формулу ( 12) проведемо математичні перетворення і отримаємо кінцеву формулу ηt
ηt = 1 |
k 1 |
|
k 1 1 k ( 1) |
||
|
Аналіз формули ηt
З формули видно, що термічний ККД (ηt) змішаного циклу зростає з збільшенням ε, k, λ і з зменшенням ρ.
На практиці двигуни виготовляють з різними мірами стиснення. Двигун з примусовим запаленням, для яких теоретичним є цикл з ізохорним підведенням теплоти мають ε > 6...11, дизелі з компресорним розпиленням, для яких теоретичним є цикл з ізобарним підведенням теплоти, мають ε = 10...15: дизелі з безкомпресорним розпиленням, для яких теоретичним є змішаний цикл, мають ε = 14...22.
Тому при одинаковых початкових точках ( а ) і кінцевих точках ( b ) параметрів робочого тіла при зазначених вище допустимих мірах стиснення більш економічним буде змішаний цикл
Тема: Дійсні цикли ДВЗ
Заняття № 3 План уроку
1.Дійсні цикли чотирьохтактних карбюраторних і дизельних двигунів, їх різниця порівняно в теоретичними.
2.Процес впуску: зображення в Р - V координатах протікання, параметри і фактори, що впливають на нього.
3.Процес стиску, зображення, протікання, аналіз.
1. Між дійсними і теоретичними циклами існує значна різниця. У теоретичних циклах передбачається, що робочим тілом є незмінна кількість ідеального газу, оклад газу і теплоємність його сталі.
У дійсних циклах робоче тіло змінює, як фізичних так і хімічні властивості і свій склад. Після того, як здійснюється цикл, відпрацьовані гази виділяються з циліндра, а в циліндр надходить свіжий заряд. Зміна кількості і складу робочого тіла, а також температури протягом циклу не дозволяє вважати теплоємність газів сталою. Крім цього і процеси стиснення і розширення не є адіабатичним, і у дійсних циклах спостерігаються теплові і механічні втрати, які не враховує ІІ закон термодинаміки. Усе це ускладнює дослідження дійсних циклів.
|
|
|
Q1 Q2 Q3 |
|
W |
|
|
|
t |
Q1 |
|
Q1 |
|
|
|
|
|
|||
де: ΔQ1 – вся підведена теплота за цикл (Дж), |
||||||
Q2 |
– втрати теплоти з відпрацьованими |
пазами (Дж) |
||||
Q3 |
– втрати теплоти крізь стінки циліндрів (Дж). |
|||||
W – корисна робота (Дж).
Розглянемо дійсний цикл чотирьохтактного карбюраторного (Рис.1) і дизельного(Рис.2) двигунів.
Мал.1. Індикаторна діаграма дійсного циклу а – чотиритактного бензинового двигуна; б – чотиритактного дизельного двигуна
У чотирьохтактному ДВЗ цикл складається з п'яти процесів, які частково перекривають один одного (впуск, стиск, згоряння, розширення, впуск)
ВПУСК. На початку впуску поршень знаходиться в ВМТ, в цей час весь об’єм камери стиску Vс заповнений залишковими газами при Тг , що залишилися від попереднього циклу і впуск здійснюється за рахунок розрідження, яке здійснює поршень при русі э ВМТ до НМТ.
Але в сучасних двигунах процес впуску починається ще до підходу поршня до ВМТ наприкінці такту випуску точка (1) і лінія (1 – г) показує цей процес. Далі процес впуску співпадає з тактом впуску (лінія r – а) і далі процес триває на початку такту стиску (лінія а – 2 ). Таким чином процес впуску триває (лінія 1– r – а – 2), довше ніж такт впуску, з метою кращого наповнення циліндрів свіжим зарядом.
ПРОЦЕС СТИСКУ. Цей процес здійснюється при русі поршня від НМТ до ВМТ. Після того як закриється впускний клапан точка (2) відбувається процес стиску робочої суміші, внаслідок чого підвищується тиск і температура. На індикаторній діаграмі такт стиску зображено лінією (а
– с). У зв’язку з тим, що впускний клапан закривається не тоді, коли поршень знаходиться в НМТ, а з деяким запізненням, процес стиску триває менше (лінія 2 – с″) ніж такт стиску.
Для найкращого використання утвореної в результаті згоряння палива теплоти треба, щоб процес згорання відбувався при положенні поршня до ВМТ. Для цього подача іскри в двигунах з примусовим займанням або впорскування палива в двигунах з самозайманням відбувається до підходу поршня в ВМТ точка (с′) в такті стиску.
ЗГОРЯННЯ. Третій процес дійсного циклу. Він починається наприкінці такту стиску точка (с′) і проходить з деяким відхиленням поршня від ВМТ. Закінчується процес згоряння в такті розширення точка (с′′′), тоді процес триває між точками (с′ – с′′ – zд – с′′′).
РОЗШИРЕННЯ. Це четвертий процес, який відбувається протягом такту розширення при русі поршня від ВМТ до НМТ: триває між точками (с′′ – zд – с′′′- 3), закінчується процес розширення раніше такта розширення при відкритті випускного клапана точка (3).
ВИПУСК. П’ятий процес він здійснюється при такті випуску при русі поршня від НМТ до ВМТ. Але для кращого очищення циліндра випускний клапан відкривається раніше, наприкінці такту розширення (точка 3). При цьому гази виходять за рахунок тиску наприкінці розширення. Це зменшує тиск наприкінці такту розширення і втрати на виштовхування відпрацьованих газів.
Далі процес випуску тривав весь такт випуску (лінія b – r) і закінчується на початку такту впуску лінія (г – 4). Таким чином такт випуску триває, лінія (3 – b – r – 4), з метою кращого очищення циліндрів від відпрацьованих газів.
2. Процес впуску.
2.1. Кількість повітря або пальної суміші, яка надійшла до циліндра за час наповнення його і залежить від ряду факторів, основними з яких є:
а) аеродинамічний опір впускного тракту – ∆Рa ; б) підігрів свіжого заряду – Тa ;
в) наявність у циліндрі залишкових газів – mг ;
2.2. Досконалість процесу наповнення оцінюють коефіцієнтом наповнення ηv , який залежить від ряду факторів, основними є :
тиск наприкінці впуску – Ра ; коефіцієнт залишкових газів – γ ; температури наприкінці впуску – Та .
2.2.1. Тиск наприкінці впуску (Ра)залежить в основному від аеродинамічних втрат у впускному тракті
Ра = ( 0,75…0,90)Ро де: Ро – атмосферний тиск .
2.2.2. Коефіцієнт залишкових газів (γ) являє собою відношення кількості газів (mг), що залишилися у циліндрі від попереднього циклу, до кількості свіжого заряду mз тобто
|
mã |
|
Ðã Òî |
|
|
|
( 1)Ð Ò |
|
|||
|
m |
ç |
|
v |
|
|
|
|
î ã |
||
Зякої видно, що на (γ) впливають (Рг і Тг) – тиск і температура залишкових газів і міра стиску
(ε)і коефіцієнт наповнення (ηv).
2.2.3. Температуру наприкінці впуску (Та) визначаємо за допомогою рівняння теплового балансу, складеного для свіжого заряду і залишкових газів до і після змішування.
mз · Ср′ · (Тк + Т) + mг · Ср″ · Тг = (mз + mг) Ср · Та
де: mз і mг – маси свіжого заряду і відпрацьованих газів, кг;
Ср′ - Ср″ - Ср – питомі теплоємності, відповідно: свіжого заряду, залишкових газів і пальної суміші.
Тк – температура свіжого заряду перед впуском, К; Т – підігрів свіжого заряду, К ;
Тг і Тз – температури, відповідно відпрацьованих і пальної суміші, К. Провівши математичні перетворення отримаємо:
Ta Tê Ò Tã 1
2.2.4. Коефіцієнт наповнення (γ) являє собою відношення кількості свіжого заряду (mз), яка дійсно надійшла до циліндра, до тієї кількості свіжого заряду (mh), яка б могла теоретично вміститися в робочий циліндр (Vh).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mз |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mh |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Після проведення математичних перетворень отримаємо |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Va |
|
|
|
Pa |
|
|
Òê |
|
|
|
1 |
|
|
|
або |
|
|
|
|
|
|
|
|
Pa Òê |
|
||||||
|
|
v |
|
|
Vh |
|
|
|
Pk |
|
|
Òà 1 |
|
|
v |
Ðê |
( 1) Òê Òà Òã |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
так як |
|
Va |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
для двигунів без наддуву |
|
|
Рк = Ро |
і ТК = ТО |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
З аналізу формули видно, |
|
що ηv – зростає, коли ростуть Va , Ра і Тк , |
і навпаки ηv – |
|||||||||||||||||||||||||||||||
зменшується, коли зростають Vh , Та |
і γ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
Таблиця параметрів процесу впуску |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Карбюраторні |
|
|
Газові |
|
|
|
|
|
|
|
Дизельні |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двигуни |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
без наддуву |
|
з наддувом |
||||||||||
|
Ра (МПа) |
|
|
|
|
|
|
0,08…0,09 |
|
0,08…0,09 |
|
|
0,08…0,09 |
|
(0,09…0,096)Рк |
||||||||||||||||||||
|
Та (К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
320…380 |
|
|
|
|
|
350…400 |
|
|
|
310…350 |
|
320…400 |
|||||||||||||
|
γг |
|
|
|
|
|
|
|
0,06…0,08 |
|
0,06…0,08 |
|
|
0,03…0,08 |
|
0,03…0,06 |
|||||||||||||||||||
|
Та (К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0…20 |
|
|
|
|
|
|
|
0…20 |
|
|
|
|
|
|
|
20…40 |
|
0…10 |
||||||
|
ηv |
|
|
|
|
|
|
|
0,75…0,80 |
|
0,75…0,80 |
|
|
|
0,80…,90 |
|
0,80…0,95 |
||||||||||||||||||
3. Процес стиску.
У чотирьохтактному двигуні процес стиску починається після закривання впускного клапана. Стиск свіжого заряду оцінюють мірою стиску
= Vа/ Vс
Теоретично при збільшенні ε економічність двигуна повинна безперервно зростати. Проте зростання ε обмежується збільшенням механічних навантажень і детонацією.
1
Процес стиску описується рівнянням політропи: pVn1 = const; TVn1 = const, де n1 - показник політропи стиску.
У дійсному циклі цей показник змінний, так як на початку стиску газ холодний і теплообмін іде від стінки циліндра до газу, тому n1> к. Наприкінці стиску газ нагрівається і теплообмін іде
від газу до стінок циліндра, тому |
n1 <к . |
У бензинових ДВЗ показник |
n1 менший, ніж у дизелів внаслідок затрати частини теплоти на |
випаровування краплин палива, |
що міститься в горючій суміші. Його величина залежить від |
режиму роботи, експлуатаційних умов і технічного стану двигуна. Зокрема, чим більша частота обертання колінчастого вала, тим більший n1, збільшення діаметра циліндра призводить до зростання n1.
Для визначення середнього показника політропи використовуємо рівняння n1 1,41 110n ; де- n – кількість обертів колінчастого вала;
Процес стиску характеризується тиском і температурою наприкінці процесу, тобто в точці (с)
індикаторної діаграми, які обчислюються за рівняннями політропи стиску: |
||||||||||||||||
|
|
|
pa Va |
n1 |
|
|
n1 |
; |
T Vn1 1 |
T Vn1 |
1 |
|||||
|
|
|
|
pc Vc |
a a |
|
c |
c |
; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
V |
n1 |
|
|
|
|
|
V |
n1 1 |
|||
Звідки |
p |
|
p |
|
a |
|
|
|
p |
n1 |
; |
T T |
a |
|
T n1 1 |
|
|
|
c |
|
a |
Vc |
|
|
a |
|
|
c |
a |
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vc |
|
|||
Тиск наприкінці стиску рс (компресія) вимірюється за допомогою компресометра і є дуже важливим діагностичним параметром, який характеризує технічний стан двигуна, його значення повинні знаходитись в наступних межах:
Таблиця параметрів процесу стиску
Назва |
|
Параметри |
|
|
n1 |
Рс (МПа) |
Тс (К) |
Карбюраторні двигуни |
1,34…1,37 |
0,9…1,5 |
550…750 |
Дизелі без наддуву |
1,35…1,38 |
2,9…6,0 |
700…900 |
з наддувом |
1,35…1,38 |
до 8,0 |
до 1000 |
Тема: Дійсні цикли
Заняття №4 План уроку
1.Процес згоряння:
2.карбюраторні двигуни, протікання, зображення, фази, параметри. Кут випередження запалювання, вплив його на роботу двигуна.
2.В дизелі - фази згоряння, їх вплив на роботу двигуна.
3.Розширення.
4.Процес випуску газів.
5.Показники робочого циклу і двигуна.
1. Згоряння являє собою найскладніший процес у дійсних циклах, при чому ефективність його залежить від сумішоутворення і займання палива. Оскільки карбюраторні і дизельні двигуни істотно відрізняються за способом сумішоутворення, то процес згоряння в них треба розглянути окремо.
Процес згоряння в двигунах з примусовим займанням (карбюраторні двигуни).
Аналізувати процеси згоряння найпростіше за допомогою розгорнутої індикаторної діаграми, що являє залежність тиску газів у циліндрі від кута повороту валу двигуна.
Процес згоряння складається з трьох фаз
Рис. Фази процесса згоряння у карбюраторному двигуні.
Ө1 – індуктивний період (фаза формування фронту полум'я) розташована між точками (m - 1). Ө 2 – основна фаза згоряння (видиме згоряння) розташована між точками (1 - Z)
Ө3 – фаза догоряння, початок точка Z , фіксованої точки закінчення фаза не має. Краще згоряння тоді, коли фази Ө2 і Ө 3 – малі.
Фактори , які впливають на фази.
На фазу Ө1 впливають такі фактори: ступінь стиску ε , коефіцієнт надлишку повітря α , оберти n , навантаження і характеру іскрового заряду.
При значенні коефіцієнта надлишку повітря а = 0,8...0,9 – фаза Ө1 зменшується; при значенні коефіцієнта надлишку повітря a = l,05…l,15 – фаза Ө1 збільшується; збільшення ступеня стиску – фаза Ө1 зменшується; збільшення навантаження – фаза Ө1 збільшується; збільшення напруги іскрового заряду – фаза Ө1 зменшується.
На фазу Ө2 впливають: оберти, розміщення свічки, форма камери згоряння, турбулентність свіжого заряду.
Оберти збільшуються – фаза Ө2 зменшується, свічка в центрі камери згоряння – фаза Ө2 зменшується, турбулентність збільшується – фаза Ө2 зменшується.
На фазу Ө3 впливають ті фактори, що і на фазу Ө1 .
Для зменшення фаз Ө1 і Ө3 збільшують кут випередження запалювання, для цього використовують вакуумний і відцентровий регулятори. Перший слідкує за навантаженням, другий
– за швидкісним режимом.