Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Цикл с подводом теплоты при постоянном давлении

Степень сжатия ε в цикле может быть существенно повышена, если сжимать не горючую смесь, а чистый воздух, а затем в конце про­цесса сжатия ввести в цилиндр горючее вещество.

Именно на этом основан цикл Дизеля (названный по имени не­мецкого инженера Р. Дизеля, построившего в 1887 г. двигатель, ра­ботавший по этому принципу). Степень сжатия в двигателях с цик­лом Дизеля обычно достигает 15—20 единиц.

В цилиндр двигателя засасывается чистый воздух, затем сжима­ется до тех пор, пока его температура не станет выше температуры самовоспламенения топлива. Такой температуры воздух должен до­стичь в конце хода поршня. Тогда в цилиндр через специальную форсунку подается распыленное жидкое топливо. У Дизеля это топ­ливо подавалось к форсунке сжатым воздухом, который в свою оче­редь нагнетался компрессором под давлением 5—6 МПа. Распыля­ясь через форсунку, топливо воспламенялось в цилиндре и сгорало примерно при постоянном давлении, так как поршень в этот мо­мент перемещался, объем увеличивался.

После прекращения подачи топлива продукты сгорания расши­ряются до тех пор, пока поршень не достигнет крайнего положения.

На рис. 3 показана индикаторная диаграмма поршневого ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении. Кривая 1—2 соот­ветствует процессу адиабатного сжатия, прямая 2—3 — процессу подвода теплоты при постоянном давлении, кривая 3—4 — процессу адиабатного расширения, а прямая 4— 1 — процессу отвода теплоты при постоянном объеме.

Рис. 3. Цикл поршневого ДВС с подводом теплоты
при посто­янном давлении

Характеристиками цикла явля­ются степень сжатия ε и степень предварительного расширения ρ:

,

где v ₃ — объем рабочего тела в конце подвода теплоты; v ₂ — объем рабоче­го тела в начале подвода теплоты.

Двигатели, работающие по данному циклу, имеют ε от 12 до 20, а ρ от 1,5 до 2,5.

Используя метод, применяемый при определении КПД и удель­ной работы в цикле Отто, в данном случае получим формулы для определения работы цикла:

(2.12)

и термического КПД:

(2.13)

Из формул (2.12) и (2.13) видно, что работа цикла увеличивается вместе с увеличением степени сжатия и количества подведенной теплоты, которая характеризуется степенью предварительного рас­ширения ρ, а термический КПД цикла увеличивается с увеличением степени сжатия ε. В то же время с увеличением ρ (кривая 3—4, рис. 4) адиабата расширения будет уменьшаться, а значение температу­ры, при которой от газа отводится теплота, приблизится к Т 3. Поэтому при увеличении ρ уменьшается η_t цикла.

Рис. 2.4. Диаграммы циклов с изобарным подводом тепла,
имеющие различные степени предварительного расширения

Значение ρ так же, как и λ не мо­жет меняться в таких широких преде­лах как значение ε, так как максимальная величина ρ вполне определена количеством воздуха в камере сгорания. необходимого для сгорания соответствующего количества топлива.

Рост степени сжатия выше 15—18 единиц в цикле Дизеля ограничивается увеличением расхода работы на преодоление сил трения в двигателе.

Известным недостатком двигателя Дизеля по сравнению с дви­гателем Отто является необходимость затраты работы на привод компрессора, большие габаритные размеры компрессорной установ­ки и тихоходность, обусловленная медленным сгоранием топлива.