Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания
В качестве критерия оценки термодинамических циклов часто используется цикл Карно.
Требования идеального цикла Карно не выполняет ни один из известных циклов (Отто, Дизеля Ранкина, Стерлинга). Из анализа цикла Карно следует, что КПД термодинамического цикла зависит от разницы между максимальной температурой 7 и минимальной температурой Т2. Так как температура Т2 может быть в самом крайнем случае температурой окружающей среды, то КПД термодинамического цикла никогда не достигнет 100 %.
Сжигание топлива непосредственно в цилиндре позволяет достичь максимальной разницы между температурами 7 и Т2. Паровой двигатель или турбина никогда не смогут достичь КПД двигателя внутреннего сгорания, что и проявляется в удельном расходе ими топлива.
При сравнении циклов тепловых двигателей применяются три их типа, отличающиеся процессом изменения давления и температуры газа в цилиндре:
цикл с подводом теплоты при постоянном объеме и положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ);
цикл с подводом теплоты при постоянном давлении и изменяющемся объеме;
цикл со смешанным подводом теплоты, т. е. подводом сначала при постоянном объеме, а затем при постоянном давлении.
В цилиндрах тепловых. двигателей происходят изменения состояния газа, среди которых для сравнения наиболее важны следующие:
адиабатические сжатие и расширение, при которых теплота через стенки цилиндра не подводится к газу и не отводится от него;
изотермические сжатие и расширение, при которых температура газа остается постоянной;
политропное сжатие и расширение, характеризуемое как теплоподводом к газу, так и теплоотдачей газа в течение процесса.
Примером политропного процесса является такт сжатия двигателя внутреннего сгорания. В начале этого такта теплота к поступившему при впуске холодному газу подводится от горячих стенок цилиндра, а в конце такта газ, нагретый в результате сжатия до температуры, превышающей температуру стенок цилиндра, уже отдает теплоту стенкам цилиндра.
В случае идеальных термодинамических циклов предполагается, что теплообмена со стенками цилиндра нет, т. е. процессы носят адиабатический характер.
Оглавление Дальше:
Влияние состава смеси на индикаторный кпд двигателя
Вверх:
Пути повышения индикаторного кпд двигателя внутреннего сгорания