Идеальные циклы двигателей внутреннего сгорания
Действительный (рабочий) процесс д. в. с. с некоторым упрощением можно показать на примере идеальною цикла, при котором процесс сгорания заменяется подводом тепла извне г, процесс перезарядки цилиндра — теплоотводом <72 и цикл становится, таким образом, круговым, замкнутым, В качестве рабочего те л в в таким двигателе рассматривается 3 кг идеального газа, изменение теплоемкости которого при осуществлении цикла не учитывается.
При таких допущениях можно условно считать, что двигатели рабо тают но обратимым термодинамическим циклам и что результаты исследования их можно применять при изучении тепловых двигателей, сводя некоторые поправочные коэффициенты.
В настоящее время циклы д. в. с. различают по способу подвода тепла к рабочему телу; а) при о—const; б) при р — const и в) со смешанным подводом тепла, т. е. при i>=const и p=const.
Цикл с подводом тепла при v—const приближенно отражает действительный процесс двигателей с искровым зажиганием (автомобильных, авиационных и др.). Этот цикл состоит из двух адиабат и двух изохор (рис, 1.20, о). Начальное состояние рабочего тела определяется точкой 1. Кривая 1—2 изображает адиабатное сжатие. На участках 2—3 к газу при V — const подводится тепло q\, вследствие чего давление повышается; затем происходит адиабатное расширение газа (кривая 3 -4), В изохорном процессе 4—1 от газа отводится тепло г/г и он возвращается в первоначальное состояние.
Термический КПД этого цикла определяют по формуле (приводится без вывода)
Из формулы (1.119) видно, что термический КПД цикла с подводом тепла при э = const зависит от степени сжатия и показателя адиабаты k рабочего тела, совершающего цикл. С увеличением степени сжатия термический КПД возрастает.
Цикл с подводом тепла при p = const приближенно отражает действительный процесс тихоходного дизеля. Этот цикл состоит из двух адиабат, изобары, иэохоры (рис. 1.20,6). Он был предложен инж. Дизелем в 1897 г.
Газ (воздух) из начального состояния 1 аднабатно сжимается (кривая 1—2), в результате чего его температура повышается до температуры .самовоспламенения топлива, В процессе при р=const подводится тепло qtf затем до точки 3 от точки 4 происходит адиабатное расширение. В изохорном процессе 4—1 от газа отводится тепло <72 и он возвращается в первоначальное состояние.
Цикл со смешанным подводом тепла по сравнению с двумя описанными циклами ближе к реальным условиям сгорания топлиаа и более экономичен.
Термический КПД цикла с подводом тепла при р—const определяют по формуле
Как видно из формулы (I.I21), термический КПД цикла возрастает С увеличением е и k и зависит от р и к. Этот цикл лежит в основе работы всех современных беекомпрессорных дизелей.
