Вопрос 3

Назовите циклы поршневых тепловых двигателей. Опишите процессы действительного цикла четырёхтактного двигателя. Изобразите индикаторную диаграмму четырёхтактного двигателя. Выделите на диаграмме характерные точки.

Цикл с подводом теплоты при постоянном объёме (цикл Отто).

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

Цикл со смешанным подводом теплоты (цикл Тринклера).

3.2 Действительный цикл четырёхтактного двигателя состоит из следующих процессов:

А. Газообмена (впуск свежего разряда и выпуск отработавших газов). Процесс начинается открытием выпускного клапана, а заканчивается закрытием впускного. Процесс впуска осуществляется при движении поршня ВМТ к НМТ. В результате запаздывания закрытия клапанов после прохождения НМТ происходит дозарядка цилиндра за счёт инерции свежего заряда.

Процесс выпуска начинается в конце такта расширения за 40-70 градусов п.к.в. до прихода поршня в НМТ, при этом происходит свободный выпуск под действием остаточного давления в цилиндре. За время свободного выпуска удаляется 50-70% отработавших газов. При движении поршня от НМТ к ВМТ происходит принудительный выпуск оставшихся газов.

Б. Сжатия. В ДВС процесс сжатия расширяет температурные пределы цикла, что повышает термический КПД, создаёт лучшие термодинамические условия для сгорания рабочей смеси. Сжатие происходит при закрытых клапанах и заканчивается в момент воспламенения рабочей смеси.

В. Сгорания. Процесс сгорания является окислительным процессом при котором химические элементы топлива соединяются с кислородом воздуха. При принудительном воспламенении пламя образуется вследствие сильного нагрева небольшого объёма рабочей смеси от постороннего источника (свеча). При самовоспламенении пламя образуется вследствие разогрева до определённой температуры всей рабочей смеси. Это достигается предварительным сжатием рабочего тела, поэтому такое воспламенение называется воспламенением от сжатия.

Несмотря на различия способов воспламенения, механизм воспламенения заключается в прогрессирующем самоускорении химических реакций, что в конечном итоге сводится к достижению температуры воспламенения отдельных очагов в камере сгорания.

Г. Расширения. Процесс расширения является единственным процессом рабочего цикла, в течении которого совершается полезная работа. Началом процесса условно считается момент достижения максимального давления в цикле и заканчивается к моменту прихода поршня в НМТ. Расширение происходит при изменении площади поверхности теплообмена, давления в надпоршневом пространстве и сопровождается потерями незначительного количества рабочего тела через кольцевые уплотнения.

3.3, 3.4