Допущения перехода к теоретич циклам. Цикл Дизеля. Цикл Тринклера.

Допущения перехода к теоретическим циклам:

- в цилиндре находится пост и неизмен кол-во рабочего тела

- рабочее тело – идеальный газ; теплоемкость постоянна

- процессы сжатия и расширения явл адиабатными

- процесс сгорания заменяется подводом теплоты извне в опред. момент, процесс выпуска является отводом теплоты.

Цикл с подводом теплоты при p=const

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.

Цикл со смешанным подводом теплоты

Цикл Тринклера — термодинамический цикл, описывающий рабочий процесс дизельного двигателя со смешанным сгоранием.

 Идеальный цикл Тринклера состоит из процессов:

1—2 В рабочем цилиндре воздух адиабатически сжимается за счет инерции маховика, сидящего на валу двигателя, нагреваясь при этом до температуры, обеспечивающей воспламенение жидкого топлива.

2—3 Сгорание части топлива в небольшом объеме форкамеры (V=const).

3—4 Догорание оставшегося топлива в рабочем цилиндре (P=const).

4—5 Адиабатическое расширение продуктов сгорания.

5—1 Удаление выхлопных газов (V=const).

Жидкое топливо, введенное в форкамеру при сравнительно невысоком давлении, распыляется струей сжатого воздуха, поступающего из основного цилиндра. Вместе с тем цикл со смешанным сгоранием частично сохраняет преимущества цикла Дизеля перед циклом Отто – часть процесса сгорания осуществляется при постоянном давлении.

 

Цикл ДВС с подводом теплоты при пост давлении в PV и TS координатах. Какие факторы и как влияют на термический КПД?

Степень предварительного расширения ρ=V3/V2;     Степень сжатия ε=V1/V2; Термич КПД η_t=1-(q2/q1)

Подведенная теплота q1=Cp(T3-T2); Отведенная теплота q2=Сv(T4-T1)

Выразим температуру в т. 2,3,4 через T1

T2=T1ε^k-1

T3=T2ρ= T1ε^k-1ρ

T4/T3=(V3/V4)^k-1=(V2/v1)^k-1 → T4=T3(V3/V2)^k-1 = T1ρ ε^k-1

V3/V4=ρV2/V1=ρ/ε

V3=ρV2, V4=V1

T4=T1ρ ε^k-1(ρ/ε)^k-1=T1ρ^k

η_t=1- (Сv(T1 ρ^k -T1))/(Cp(T1ε^k-1ρ - T1ε^k-1))=1-ρ^k -1/ ε^k-1k(ρ-1)

ε↑,k↑, то и η_t ↑

ρ↑→ η_t↓

В дизелях с увел нагрузки, КПД падает

Pц= (P1ε^k /(k-1)(ε-1))*(k(ρ-1) η_t)

 

Сравнительный анализ теоретич циклов ДВС

- сравнение при одинаковых степенях сжатия и одинак подводим теплоте

1234 (V=const)

123’4’ (P=const)

ε_v=ε_p

q1v=q1p

q2p>q2v

η_t=1-(q2/q1)

η_tv> η_tp

При данных условиях цикл Отто более эффективен, чем цикл Дизеля

Цикл Тринклера занимает промежуточное положение

- сравнение при различных степенях сжатия и при одинак макс темп цикла

1234 (V=const)

123’4’ (P=const)

ε_p >ε_v

T3=Tmax

q2p=q2v

η_t=1-(q2/q1)

q1p >q1v