Теоретический цикл двигателей с подводом теплоты при постоянном объеме. Автомобильные двигатели с впрыском легкого топлива работают по циклу, в котором горючая смесь, вошедшая в цилиндр во время впуска
Автомобильные двигатели с впрыском легкого топлива работают по циклу, в котором горючая смесь, вошедшая в цилиндр во время впуска, сжимается, поджигается искрой и быстро сгорает в момент нахождения поршня около ВМТ, т. е. при почти неизменяемом объеме.
Р0=100 КПа, Т0 =2930К, k=1.4 Пример расчета V const - ε 11,5 λ=3,5
P const - ε 16,5 λ=1 ρ =3 . Смешанный цикл - ε 16,5 λ=2 ρ =2
Индикаторная диаграмма теоретического цикла показана на рис.1.1 Давление газа в цилиндре в конце процесса сжатия (точка с) равно:
(1)
где k – показатель адиабаты идеального газа.
Температура газа в цилиндре в конце процесса сжатия (точка с):
(2)
=778 OK
Данные для примера ε 11,5 λ=3,5
Таблица5.1 Исходное задание
| № варианта | Подвод тепла | Степень сжатия, ε | Степень повышения давления, λ | Степень предварительного расширения ρ |
| 1. | V-const | |||
| 2. | P-const | 2,25 | ||
| 3. | Смешанный | 1,5 | 1,25 | |
| 4. | P-const | 2,0 | ||
| 5. | Смешанный | 1,75 | 1,75 | |
| 6. | V-const | 9,5 | 2,5 | |
| 7. | Смешанный | 2,0 | 1,5 | |
| 8. | P-const | 2,5 | ||
| 9. | Смешанный | 1,5 | 1,75 | |
| 10. | P-const | 3,0 | ||
| 11. | Смешанный | 1,75 | 1,5 | |
| 12. | V-const | |||
| 13. | Смешанный | 2,0 | 1,5 | |
| 14. | P-const | 2,5 | ||
| 15. | Смешанный | 2,25 | 1,75 | |
| 16. | P-const | |||
| 17. | Смешанный | 1,5 | 1,1 | |
| 18. | V-const | 10,5 | 3,5 | |
| 19. | Смешанный | 1,75 | 1,4 | |
| 20. | P-const | 2,5 | ||
| 21. | Смешанный | 2,0 | 1,25 | |
| 22. | P-const | 2,75 | ||
| 23. | Смешанный | 2,25 | 0,5 | |
| 24. | V-const | 11,0 | 2,5 | |
| 25. | Смешанный | 1,5 | 1,25 | |
| 26. | P-const | 2,5 | ||
| 27. | Смешанный | 1,75 | 1,6 | |
| 28. | P-const | 2,5 | ||
| 29. | Смешанный | 2,0 | 1,2 | |
| 30. | V-const | 9,0 | 3,0 |
Рис 5.1 Теоретический цикл двигателей с подводом теплоты при постоянном объеме
Степень повышения давления газа в цилиндре в конце процесса подвода теплоты
(3)
где Pz – давление газа в цилиндре в конце процесса подвода теплоты.
Температура газа в цилиндре в конце процесса подвода теплоты (точка z)
(4)
OK
Затем газ адиабатически расширяется, его внутренняя энергия частично превращается во внешнюю механическую работу.
Давление газа в цилиндре в конце процесса расширения
(5)
Температура газа в цилиндре в конце процесса расширения
(6)
OK
Поэтому в полезную работу превращается разность количеств теплоты Q1 – Q2, тогда термический КПД можно выразить формулой:
(7)
В цикле с сообщением теплоты при постоянном объеме вводимое количество Q1 теплоты и отводимое Q2 пропорциональны его изохорной теплоемкости Сν и соответствующим разностям температур:
(8)
(9)
Термический КПД можно определять, подставив найденные значения температур:
(10)
Согласно уравнению термического КПД, экономичность цикла с подводом теплоты при постоянном объеме возрастает при увеличении степени сжатия и показателя адиабаты идеального газа.
Среднее теоретическое давление равно
(11)
=