Цикли двигатели с вътрешно горене - studopediya

Двигател с вътрешно горене (ДВГ) - е топлинен двигател, в който химическата енергия на горивото изгаря в работната камера се превръща в механична работа. Процесът на изгаряне на горивото ДВГ се случва в рамките на работната цилиндъра.

Поради естеството на използваното гориво DIC разделена на двигатели с течно гориво и газ.

В метода на пълнене на цилиндрите зареждане двигатели пресни са разделени на двутактов и четиритактов. оперативен процес двигател с вътрешно горене за двутактов се извършва в две инсулт и с едно завъртане на коляновия вал в четиритактов двигател с вътрешно горене работен цикъл е завършен в четиритактов и два оборота на коляновия вал.

Съгласно един метод за получаване на работа смес от гориво и въздух към двигателя с вътрешно горене се разделят на двигатели с вътрешно смес формация - дизелови двигатели, където горивото се запалва, когато се инжектира в сгъстения въздух нагрява до висока температура; и външен - карбуратор където запалване горими смес се получава чрез електрическа искра.

Първият практическата пригодност на двигател с вътрешно горене на газ е проектиран от френския механик Льоноар през 1860 г. През 1876 г.. Немски изобретател Ото построен подобрен газ четиритактов двигател, през 1880 г. инженер Kostovich в България построил бензин карбуратор двигателя, и през 1897 г. германски инженер Дизел е създал двигател с вътрешно горене двутактов със запалването на сгъстен въздух - дизелов двигател.

Фиг. 1.14 Схема 4 - тактов двигател карбуратор.

Фигура 1.14 е диаграма на експлоатация на четири карбуратор на двигателя с вътрешно горене.

В цилиндъра 1 е бутало 2, свързващ прът 3 е свързан към единия край на буталото, а от друга да коляновия вал. В горната част на цилиндъра разположен вход 4 и изход 5 клапани. крайно положение буталото нарича горна мъртва точка (ГМТ) и долна мъртва точка (ДМТ), разстоянието между ГМТ и ДМТ се нарича инсулт.

Двигателят работи по следния начин. Когато vsasyvanii- първия ход на буталото се движи надолу и гадно горивна смес в цилиндъра поради вакуума генерирани. смукателния клапан е отворен, изходът е затворен.

Takt- втората компресия се случва, когато буталото се движи нагоре от ДМТ. В този случай двете вентили са затворени. При приближаване на горния мъртъв смес център гориво се запалва от електрическа искра.

Трето-тактов цикъл се извършва от налягането на газа. бутало се движи надолу от TDC да BDC, създаване на въртящ момент на коляновия вал.

Четвърта стъпка - освобождаването, в който през отворената изпускателния клапан при движението на буталото изместена от цилиндъра на продуктите от горенето.

По този начин, на четирите такта само в третия цикъл се извършва полезна работа; във всички други дейности, става разходи.

Работният процес в двутактов двигател е както следва. След процеса на разширяване на газа започва горене. В края на буталото за разширение отваря изходни отвори, през които заличава част от отработените газове. Освен това, продължава да се движи надолу, буталото отваря пристанищата за поглъщане, цилиндърът е изгорял със сгъстен въздух. В началото на втората компресиране продължава takta- метод за отстраняване на изгорелите газове и свеж заряд на пълнене на цилиндъра. След като буталото се затваря прозореца, компресията на горивната смес започва. Типове двигатели:

1) с доставка на топлина при постоянен обем (идеалния цикъл на Ото);

2) с добавяне на топлина при постоянно налягане (дизелов цикъл);

3) Цикъл на смесения доставката на топлина - частично с V = конст и р = конст (Trinklera идеалния цикъл).

Помислете за принципа на действие на различни двигатели с вътрешно горене, използващи теоретична схема на идеален двигател. Редица предположения, вписани в тази термодинамичен процес:

1) на работния флуид - идеален газ;

2) на работния флуид не оставя бутилката;

3) свойствата на работната течност не се променят.

Фигура 1.15 показва теоретичната схема на четиритактов цикъл двигателя с топлинна мощност на V = конст. Този метод на доставка на топлинна енергия се извършва в двигател с карбуратор с помощта на светли горива - бензин, газ, алкохол и т.н.

Фиг. 1.15 цикъл на Ото

а-1 - работна смес абсорбция;

1-2 - адиабатно сгъстяване на работния флуид;

2-3 - изохорен въвеждане на топлина (изгаряне на горива);

3-4 - адиабатно разширение на работния флуид (работен ход);

4-1 - изохорен разсейване на топлината;

Когато downstroke (1 бар) в цилиндъра на двигателя 1 се засмуква през входящия клапан 4 е завършен работа смес. Тази смес на горими газове или пари на течното гориво с въздух. Теоретичната схема се приема, че абсорбцията се провежда при постоянно налягане равно на атмосферното налягане (линия А-1).

В точка 1 входящия клапан се затваря, след което хода нагоре (2 цикъла) работи смес адиабатно сгъстен, повишаване на налягането. Налягането зависи от степента на компресия

Къде v1 - общия обем на цилиндъра; v2 - обем на цилиндъра в края на компресия (линия 1-2).

В края на компресия (Vol. 2), сместа се запалва чрез електрическа искра. Сместа за горене е мигновена. При разглеждане на термодинамичния цикъл на процеса на горене се заменя конвенционално обратим въвеждане на топлина към работния флуид от горещия източник в изохорен процес (2-3).

В резултат на отделяне на топлина по време на горенето (номинална топлинна мощност), налягането се увеличи до p3. допълнително буталото се движи надолу отново (цикъл 3), в резултат на адиабатно разширение на газ (линия 3-4). Това хода на буталото. Тя е изработена позитивна работна експанзия се дължи на вътрешната енергия на газа.

В края на разширяването отваря изпускателния клапан. Налягането веднага пада до атмосферното налягане. Предполага се, че падът на налягането се извършва при постоянен обем (обем = конст) (ред 4-1). В действителност, когато част на налягането на газовете, изпускани в атмосферата. При разглеждане идеално термодинамичен цикъл, процесът на спад на налягането се заменя с еквивалентно изохорен процес 4-1 с обратима топлина q2 кран към студен източник.

Четвъртият цикъл се случва с отворен изпускателен клапан. В този случай, продуктите от горенето се изхвърлят в атмосферата при атмосферно налягане р = конст. натискане на линия 1-а.

Площта на схема индикатор (1234) описват полезен газ за първия цикъл на работа.

Топлинната ефективност на цикъла с доставка на топлина, когато V = конст се определя от общата формула:

където - определеното количество топлина за isochore 4-1;

където - количеството на доставка на топлина isochore 2-3.

Следователно, когато CV = конст:

Между температури за adiabats 4-3 и 1-2, съгласно следното:

Както казахме, - степента на компресия.

По този начин ние получаваме:

От тази формула ние виждаме, че ефективността на целия цикъл с доставка на топлинна енергия, когато V = конст е по-голяма, толкова по-голяма степен на компресия. За двигател недвижими вътрешно горене.

Фигура 1.16- дизелов цикъл

По линия А-1 в цилиндъра засмуква въздух при Р1 = 1 атм. по линия 1-2 на сгъстен въздух, Т2 - самозапалване температура на горивото, Р2 = 04 март МРа. В края на компресия (T.2) се инжектира в камерата за атомизирани течност гориво, което се запалва и гори при р = конст - този процес съответства на доставката на топлина q1 (теоретично линия 2-3 диаграма).

Поради компресиране на въздух, а не горими смес, по-високо съотношение на компресия = 18, 20. В точка 3 започва разширяване на газа - двигател. В точка 4, се отваря изпускателния клапан. Моментната пад на налягането се извършва при V = конст в топлина отстраняване q2 (линия 4-1).

Къде - степента на предварително разширение:

От връзката за адиабатни параметри на процеса:

От този израз, следва, че цикъл с доставката на топлина при р = конст увеличава с. К, и намалява с увеличение. При по-високи стойности на коефициента на компресия увеличава максимално налягане в цилиндъра, което причинява конструктивни затруднения. Средната стойност на ефективността при дизелови двигатели