Величина степени сжатия цикла зависит от используемого в нем вида термодинамического процесса газа.
Приведенные положения имеют не только теоретическое, но и важное практическое значение: 1. Приписывание одному из термодинамических процессов газа (V=const) или одному из циклов каких-то особых, выходящих за рамки законов термодинамики свойств, завела теорию и практику двигателестроения в тупик. Это наглядно проявляется в следующем: с одной стороны теория ДВС, в согласование с классической термодинамикой, утверждает, что «цикл» Карно с изотермным подводом теплоты, имеет наивысший термический КПД. С другой стороны та же теория утверждает, что наивысший термический КПД будет иметь цикл с подводом всей теплоты по процессу V=const. То есть, теория ДВС формально (на словах) придерживаясь положения классической термодинамики относительно КПД «цикла» Карно, фактически доказывает нам, что наивысший КПД имеет цикл с V=const. 2. Как уже выше говорилось, термодинамические процессы идеального газа в силу их равновесности никаких преимуществ друг перед другом не имеют. Но в реальном процессе от вида термодинамического процесса газа зависит величина степени сжатия цикла (двигателя). 3. Тупик, в котором оказались современные теория и практика двигателестроения по нашему мнению заключается в том, что, считая цикл с подводом теплоты по V=const наилучшим, теория диктует практикам строительство двигателей, работающих по данному циклу. Практики с целью увеличения экономичности двигателей делают попытки увеличить степень сжатия. Это приводит к тому, что: «Возникновению детонации во всех без исключения случаях способствует увеличение степени сжатия» (А.Н.Воинов, стр. 184, подчеркнуто мной). Утверждение о том, что увеличение степени сжатия двигателя способствует возникновению детонации, является принципиально ошибочным. Приведенная цитата будет соответствовать действительности в следующей формулировке: В двигателях, в которых основная фаза сгорания протекает в зоне ВМТ, во всех без исключения случаях увеличение степени сжатия способствует возникновению детонации. Детонация в бензиновом двигателе и фактор динамичности в дизельном двигателе есть проявление свойства цикла с подводом теплоты по V=const. Поэтому единственным способом исключения указанных явлений из работы двигателей является увеличение степени сжатия до высоких и сверхвысоких величин с последовательным переходом на процессы подвода теплоты по Р=const и Т=const. Подтверждением изложенным выводам служат имеющиеся у нас на данный момент 4 обкатанных бензиновых двигателя со степенями сжатия от 17 до 23. Пробег одного из них составляет 45 тыс. км. Второй был обкатан на 5 тыс. км и после этого отработал на стенде, примерно, 200 часов. Пробег двух остальных составляет по 10 тыс. км. Наши исследования и эксперименты показывают, что причины возникновения детонации в бензиновых двигателях и высоких скоростей нарастания давления в дизельных двигателях имеют один корень: это недостаточная величина степени сжатия (или работы сжатия), из-за которой приходится обеспечивать интенсивное тепловыделение в зоне малого изменения объема камеры сгорания для обеспечения нормального сгорания на линии расширения. Эксперименты с бензиновыми двигателями с высокими степенями сжатия показывают, что выявленные возможности регулирования скорости нарастания давления, путем увеличения степени сжатия и смещения основного периода тепловыделения на линию расширения могут быть использованы и при организации процесса сгорания в дизельных двигателях, что позволит устранить перечисленные недостатки. Что при этом важно, увеличение степени сжатия дизельных двигателей до сверхвысоких величин (до 51-55), приведет к существенному уменьшению максимальных давлений и температур цикла и соответственно к уменьшению массогабаритных показателей и увеличению ресурса таких двигателей по сравнению с двигателями с обычными степенями сжатия. С точки зрения выдвигаемых нами положений нормальным может считаться только тот двигатель, в котором при протекании процесса тепловыделения давление уменьшается, а не растет.
|
