 |
|
Смесью, а воздухом, который в результате последующего интенсивного
Сжатия нагревается до высокой температуры, существенно превышающей
Температуру воспламенения топлива. В конце такта сжатия в цилиндр начи-
Нает подаваться топливо, распыляемое сжатым воздухом, поступающим от
Компрессора. Топливо поступает в цилиндр и медленно сгорает одновремен-
Но с перемещением поршня слева направо. В результате на протяжении всего
Времени сгорания топлива давление в цилиндре остается практически
Постоянным и равным давлению в конце такта сжатия. Остальные процессы
Протекают так же, как и в карбюраторных двигателях.
В двигателях третьего типа, называемых бескомпрессорными дизель-
Ными двигателями, такты всасывания и сжатия происходят так же, как в
Двигателях второго типа, однако дизельное топливо, впрыскиваемое в
Цилиндр в конце сжатия, распыляется не за счет компрессорного воздуха, а в
Результате предварительного сжатия до весьма высокого давления в плун-
Жерном топливном насосе. В результате обеспечивается весьма тонкое рас-
Пыление топлива. Первая порция его при этом сгорает очень быстро, обеспе-
Чивая, так же как и в двигателях первого типа, существенное повышение
Давления при практически постоянном объеме. Остальная часть топлива
Подается в цилиндр и сгорает медленно, одновременно с перемещением
Поршня слева направо, т. е. практически при постоянном давлении, как и в
Двигателях второго типа. Именно поэтому этот тип двигателей называется
Смешанным.
Теоретическим циклом двигателей быстрого сгорания является приве-
денный на рис. 6.2, а цикл с изохорным подводом теплоты (цикл Отто).
Процессы 0 _ 1 и 1 _ 0, т. е. всасывание и выпуск, не являются термо-
Динамическими и поэтому не рассматриваются. Сжатие 1 _ 2 и рабочий ход
Считаются адиабатными процессами сжатия и расширения. Подвод
Теплоты q1 осуществляется в изохорном процессе 2 _ 3. Выхлоп 4 _ 1 также
Считается изохорным процессом, в котором осуществляется отвод теплоты
Q2. Принимается, что рабочее тело представляет собой идеальный газ.
Рис. 6.2. Циклы Отто (а) и Дизеля (б) на диаграмме p - v
Найдем термодинамический к. п. д. цикла Отто, выразив его через
важный параметр этого цикла, степень сжатия: ε* = v1/v2, где v1 _
Полный объем цилиндра; v2 _ объем камеры сгорания.
Используем формулу (5.1): η = 1 _ q2/q1, где q2 и q1 _ значения теплоты
Для изохорных процессов 4 _ 1 и 2 _ 3, связанные с температурами в
соответствующих точках уравнениями q2 = сv (Т4 _ Т1) и q1 = сv (Т3_Т2).
Таким образом, получаем: η = 1 _ (T4 _ Т1)/(Т3_Т2), или
3 2
4 1
/ 1
/ 1
η 1
Т
Т
T T
T T
− ⋅
−
= − (6.1)
Отношение __________температур Т4 /Т1 для изохорного процесса 4 _ 1 равно
отношению соответствующих давлений, т. е. Т4 /Т1 = р4 /р1, или, умножая
Числитель и знаменатель правой части этого равенства на одинаковые
величины v γ
4 и v γ
1, получим Т4 /Т1 = р4vγ
4 /р1vγ
Откуда, учитывая, что
процессы 1 _ 2 и 3 _ 4 адиабатные, а потому р3vγ
3 = р4vγ
4 и р1vγ
1 = р2vγ
получаем Т4 /Т1 = р3v3
γ / р2v2
γ. Но так как v3 = v2 находим, что Т4 /Т1 =
Р3 /р2. С другой стороны, для изохорного процесса 2 _ 3 имеем
Т3 /Т2 = p3 /p2. Таким образом, Т4 /Т1 = Т3 /Т2.
Из выражения (6.1) получаем:
η 1 1 T
T
= − (6.2)