Цикл «Имам».

 

Основанный на термодинамических процессах идеального газа разомкнутый цикл с подводом теплоты рабочему телу сначала по изобаре (при постоянном давлении Р = const), затем по изохоре (при постоянном объеме V=const), затем по изобаре (при постоянном давлении Р = const) с отводом теплоты на сжатии, с адиабатным процессом расширения и обновлением рабочего тела по изохоре.

 

Диаграмма термодинамического цикла «Имам».

 

Р

с д Р=const

 

Р=const

в в ' V=const

 

Е

А

V

Рис. 10

 

Термодинамический цикл совершается следующим образом: на участке ав диаграммы происходит политропное сжатие рабочего тела с отводом теплоты. Давление рабочего тела поднимается до величины Р₁. В точке в к рабочему телу подводится часть теплоты.

На участке вв ' давление рабочего тела остается равным величине Р₁. На участке в ' с диаграммы при постоянном объеме подводится вторая часть теплоты. Давление рабочего тела поднимается до величины Р₂. На участке сд при постоянном давлении Р₂ подводятся следующие части теплоты. На участке де происходит адиабатное расширение рабочего тела. На изохорном участке еа диаграммы происходит обновление рабочего тела.

Теоретический цикл Имама характеризуется показателями предварительного увеличения объема ρ; на изобарном участке, предварительного увеличения давления λ; на изохорном участке и предварительного увеличения объема ρ₁, которые влияют на величину термического КПД.

 

Диаграмма расчетного цикла «Имам».

 

Р Р_b

145кг/см²

Р=const

 

V=const

 

 

Р=const

Ра

ВМТ V_c Vh 140* НМТ

Рис. 11

 

По циклу «Имам» двигатель со сверхвысокой степенью сжатия до 60 и с внутренним смесеобразованием работает следующим образом: до ВМТ подается первая часть топлива, в ВМТ завершается формирование очага пламени. С началом расширения происходит распространение фронта пламени по камере сгорания. В указанный период, то есть в зоне малого изменения объема камеры сгорания, давление не должно меняться (участок подвода теплоты при Р=const).

Примерно к 15-20⁰ ПКВ после ВМТ впрыскивается вторая порция топлива для достижения в цилиндре давления Р₂ (участок подвода теплоты при V=const). Далее впрыскиваются остальные части топлива и процесс горения смеси вступает в наиболее активную фазу. В промежуток между 20 и 40⁰ ПКВ протекает основная фаза сгорания при относительно малом изменении давления (участок подвода теплоты при Р=const). Расчет термического КПД теоретического цикла Имама должен производиться по формуле Фатахова: h_t= 1- (λρ;₁ ^k -1)/ ε^{n 1-1}{ k [(ρ; -1)+ λ;(ρ₁ - ρ;)] + ρ ∙∆ λ ∙1/ γ;)}.

Программа расчетного моделирования выдает следующий рисунок индикаторной диаграммы цикла:

 

Р=const     V=const     Р=const

 

Рис. 12

 

Формула цикла «Имам»:

 

Смешанный цикл работыбензинового ДВС со сверхвысокой степенью сжатия до 60 и с внутренним смесеобразованием, в котором на первом такте производится впуск свежего заряда воздуха, на втором такте производится сжатие этого заряда до давления Р₁, на третьем такте происходит расширение продуктов сгорания, на четвертом такте производится удаление из цилиндра продуктов сгорания, отличающийся тем, что при работе на внешней скоростной характеристике, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала на такте впуска производится ограничение наполнения цилиндра воздухом и для обеспечения на рабочем такте в зоне малого изменения объема камеры сгорания постоянства давления Р₁ путем синхронизации процесса увеличения объема камеры сгорания и давления рабочего тела подается первая часть топлива. При этом точка начала тепловыделения находится в ВМТ (верхней мертвой точке), в зоне малого изменения объема камеры сгорания давление не изменяется, что соответствует в теоретическом цикле изобарному процессу Р=const. На линии расширения для обеспечения увеличения давления до значения Рz подается вторая часть топлива, что соответствует в теоретическом цикле изохорному процессу V=const. Далее на линии расширения для обеспечения тепловыделения при постоянном давлении Рz подаются остальные части топлива, что соответствует в теоретическом цикле изобарному процессу Р=const. В теоретическом цикле процесс сжатия является политропным, процесс предварительного расширения является сначала изобарным, затем изохорным, затем изобарным, а процесс последующего расширения- адиабатным.