Студопедия — Устройство, принцип действия и классификация ДВС
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: 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

Устройство, принцип действия и классификация ДВС






ДВС состоит из следующих основных частей: цилиндра 1 (рис.2.1), в котором перемещается поршень 2, всасывающего и выпускного клапанов 3, размещенных на головке 4 цилиндра, картера 5, коленчатого вала 6, соединенного шарнирно с шатуном 7.

Рабочим циклом ДВС называется совокупность последовательных и периодически повторяющихся процессов в цилиндре двигателя.

Положения коленчатого вала, при которых поршень достигает крайних уровней во время перемещения в цилиндре, называются верхней (ВМТ) и нижней (НМТ) мертвыми точками.

Объем пространства, заключенного между головкой цилиндра и днищем поршня при его положении в верхней мертвой точке, называется объемом камеры сгорания V c, а объем пространства между ВМТ и НМТ – рабочим объемом цилиндра V h. Полный объем цилиндра V является суммой его рабочего
 
 

объема и объема камеры сгорания.

 

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия: .

По способу подвода теплоты ДВС подразделяются на двигатели со сгоранием топлива при v = const, p = const и со смешанным сгоранием топлива (при v = const и p = const).

2.1.2. Двигатели внутреннего сгорания с подводом теплоты при v=const (карбюраторные двигатели)

Характерными особенностями их являются:

1) низкая степень сжатия смеси (e = 6 … 10);

2) приготовление горючей смесииз легкого топлива и воздуха вне цилиндра двигателя в особом устройстве – карбюраторе;

3) зажигание смеси в конце процесса сжатия электрической искрой;

4) неполнота сгорания топлива (при недостатке кислорода проявляется главным образом в появлении в отработанных газах оксида углерода).

При движении поршня от ВМТ к НМТ, через впускной клапан в цилиндр двигателя при атмосферном давлении поступает горючая смесь (рис.2.2, процесс 0–1 на диаграмме в pv координатах). При обратном ходе поршня смесь адиабатически сжимается (процесс1–2). В ВМТ в момент окончания сжатия система зажигания воспламеняет смесь. Сгорание смеси происходит мгновенно при постоянном объеме (процесс 2–3), поршень остается практически на месте, давление в цилиндре резко возрастает. Образующиеся в результате сгорания топлива продукты сгорания адиабатически расширяются при перемещении поршня к НМТ (процесс 3–4). Открывается выпускной клапан, и часть отработавших газов удаляется при неподвижном поршне (процесс 4–1); в точке 1 давление равно атмосферному, и дальнейшее удаление продуктов сгорания из цилиндра производится поршнем, движущимся к ВМТ (процесс 1–0).

Характеристикой цикла является степень сжатия связанная со степенью повышения давления . Полагая, что теплоемкость сv и показатель адиабаты k постоянны, определим термический КПД цикла:

Количества подведенной теплоты в процессе 2-3 и отведенной в процессе 4–1 равны

, .

Тогда

.

Выразим T 2, T 3, T 4 через T 1, e и l. Для адиабатного процесса 1-2

.

Из уравнения изохорного процесса 2-3

Используя уравнение адиабатного процесса 3-4, получаем

.

Подставляя найденные значения температур, получим

.

Из этого уравнения следует, что термический КПД цикла с подводом теплоты при v = const зависит от степени сжатия и показателя адиабаты. С ростом ε и k величина ht увеличивается. Для бензиновых двигателей степень сжатия ограничивается возможностью преждевременного самовоспламенения горючей смеси и определяется в основном сортом применяемого бензина.

 

Лекция 3

2.1.3. Двигатели внутреннего сгорания с подводом теплоты при p=[U7] const (цикл Дизеля)

В этих двигателях в цилиндре сжимается только воздух, что исключает опасность самовоспламенения. Топливо подается таким образом, чтобы давление в цилиндре в период горения сохранялось постоянным, поэтому и цикл называется ДВС с подводом теплоты при p = const.

Характерные особенности этого цикла:

1) высокая степень сжатия воздуха (ε= 14…20);

2) впрыскивание тяжелого топлива внутрь цилиндра двигателя в конце процесса сжатия;

3) самовоспламенение топлива вследствие высокой температуры сжатого воздуха;

4) неполнота сгорания, характеризующаяся содержанием в отработанных газах сажи и небольшого количества оксида углерода.

p - v диаграмма цикла представлена на рис.2.3.

В процессе 0–1 в цилиндр двигателя поступает атмосферный воздух, в процессе 1–2 осуществляется адиабатное сжатие этого воздуха. Затем при давлении p 2 через форсунку впрыскивается топливо. За счет высокой температуры сжатого воздуха топливо самовоспламеняется и сгорает при постоянном давлении (процесс 2-3). Дальнейшее расширение продуктов сгорания происходит по адиабате 3-4. В состоянии, соответствующем точке 4, открывается выхлопной клапан цилиндра, давление в цилиндре снижается до атмосферного (по изохоре 4-1), и затем продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу. Характеристиками цикла являются степень сжатия и степень предварительного расширения .

Определим термический КПД цикла, полагая постоянными теплоемкости cp и cv, а также показатель адиабаты k = cp / cv:

.

Количества подведенной теплоты в процессе 2-3 и отведенной в процессе равно 4–1 равны

, .

Подставив значения q 1 и q 2 в формулу для h t, получим

.

Выразим T 2, T 3 и T 4 через e, r и k. Из уравнения адиабаты 1–2 следует


Для изобары 2-3

, .

Из уравнения адиабаты 3-4

.

или

Подставляя полученные значения температур в уравнение для термического КПД цикла, получим

Из уравнения следует, что КПД зависит от степени сжатия ε, степени предварительного расширения ρ и показателя адиабаты k. С увеличением e и k ht увеличивается, а с увеличением r– уменьшается.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 984. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...

В эволюции растений и животных. Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений. Оборудование: гербарные растения, чучела хордовых (рыб, земноводных, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих), коллекции насекомых, влажные препараты паразитических червей, мох, хвощ, папоротник...

Типовые примеры и методы их решения. Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно. Какова должна быть годовая номинальная процентная ставка...

САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДЫ, ВОЗДУХА И ПОЧВЫ Цель занятия.Ознакомить студентов с основными методами и показателями...

Меры безопасности при обращении с оружием и боеприпасами 64. Получение (сдача) оружия и боеприпасов для проведения стрельб осуществляется в установленном порядке[1]. 65. Безопасность при проведении стрельб обеспечивается...

Весы настольные циферблатные Весы настольные циферблатные РН-10Ц13 (рис.3.1) выпускаются с наибольшими пределами взвешивания 2...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия