Цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с подводом теплоты при постоянном объеме

Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме называется циклом Отто по имени немецкою конструктора Н.А. Отто, осуществившего этот цикл в 1876 г.

Горючей смесью в цикле Отто является воздух, смешанный с парами бензина или любым другим легко испаряющимся веществом.

На рисунке представлена p—v диаграмма двигателя, работающего именно по циклу Отто.

Идеализированный замкнутый цикл, термодинамически эквивалентный циклу Отто, состоит из двух адиабат (рисунок, кривые 1—2 и 3—4) и двух изохор (прямые 2—3 и 4—1). Работа, производимая двигателем за цикл, выражается площадью фигуры 23412.

Цикл поршневого ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме

Рис. Цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с подводом теплоты при постоянном объеме

Так как в этом цикле участвует постоянное количество рабочего тела, то линии впуска и выпуска отсутствуют. Кривая 1—2 соответствует процессу адиабатного (условно без теплообмена) сжатия газа, в это время поршень перемещается от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ).

При положении поршня в ВМТ и постоянном объеме v2 (см. рисунок, прямая 2—3) осуществляется процесс подвода теплоты к рабочему телу. При этом давление и температура рабочего тела повышаются.

При движении поршня от ВМТ к НМТ (кривая 3—4) происходит процесс адиабатного расширения газа.

Отвод теплоты (-q2) от рабочего тела к холодильнику соответствует прямой 4—1 и осуществляется при постоянном объеме, когда поршень находится в НМТ.

Характеристиками цикла являются степень сжатия г и степень повышения давления A.

Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем газа в процессе сжатия:

E = v1/v2

,где v1 — удельный объем газа в начале хода сжатия или полный объем при положении поршня в НМТ; v2 — удельный объем газа в конце хода сжатия или объем над поршнем при его положении в ВМТ (объем камеры сгорания).

Степень повышения давления показывает, во сколько раз повышается давление газа в результате подвода к нему теплоты при постоянном объеме:

A = p3/p2

, где р3 — давление газа в конце подвода теплоты; р2 — давление газа в начале подвода теплоты.

Так как параметры начального состояния (точка 1) всегда известны, то параметры всех других состояний могут быть выражены через р1, v1 и T1.

Так как E и A выражены через v и р, то и они являются параметрами состояния.

Двигатели, работающие по данному циклу, имеют E от 6 до 10, A от 3 до 5.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (оцени первым)
Отведение специальных циклических процессов. Впрыск топлива Бензиновый двигатель с принудительным зажиганием имеет сравнительно низкую степень сжатия, но при этом, из-за наличия пламени после предварительного смешивания топлива с воздухом, обеспечивает более выгодное термодинамически сгорание при постоянном объеме. Напротив, дизельный двигатель имеет боле...
Запуск двигателя Запуск двигателя включает в себя процесс воспламенения и разгона до устойчивого состояния. Воздух, нагретый при такте сжатия, должен воспламенять впрыснутое топливо. Требуемая температура воспламенения для дизельного топлива составляет примерно 220°С. Эта температура должна быть гарантирована с дост...
✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶
Google+ ()