В) узагальнюючий цикл ДВЗ.
Мал. 1.1 Теоретичні цикли поршневих ДВЗ
2. Дослідження ідеальних циклів ДВЗ
2.1 . Теоретичні відомості
Розглянемо характеристики циклів:
а) степінь стиску – це відношення питомого об’єму робочої суміші до стиску 
до об’єму після стиску 
або відношення об’єму камери згоряння Vc до повного об’єму циліндра Vn.
, 2.1
б) степінь підвищення тиску на процес згоряння – це відношення тиску після згоряння до тиску в його початку
, 2.2
в) степінь попереднього розширення на процесі згоряння
, 2.3
де в дужках індекс для циклу Дизеля.
Значення характеристик для циклів з урахуванням реальних можливостей наведені в таблиці 2.1:
Характеристики ідеальних циклів ДВЗ
Таблиця 2.1
| Назва циклу | Характеристика | ||
| 
| 
| |
Цикл Отто (  =пост)
| 4…9 | 1,4…2,2 | 1,0 |
| Цикл Дизеля (р=пост) | 12…25 | 1,0 | 1,5…2,5 |
| Цикл Тринклера | 10…16 | 1,2…1,7 | 1,1…1,5 |
В розрахунках приймаємо наступні припущення:
- робоче тіло – ідеальний многоатомний газ;
- теплофізичні властивості робочого тіла не залежать від температури;
- наповнення циліндрів відбувається миттєво (“а” мал. 1.1)
З урахуванням припущень теплофізичної характеристики робочого тіла:
- газова стала 
;
- теплоємність при р=пост 
;
- теплоємність при =пост 
;
- показник адіабати k=1,4.
2.2 . Розрахунок параметрів опорних точок циклів.
Розглянемо розрахунок опорних точок для узагальнюючого циклу ДВЗ. При розрахунках циклу Отто слід опустити частину розрахунку – процес ( 
), а при розрахунку циклу Дизеля – процес ( 
).
Результати розрахунку записують в таблицю:
Таблиця 2.2
| Опорна точка циклу | Тиск р, МПа | Температура Т, К | Питомий об”єм
|
| |||
| |||
| |||
| |||
|
Початкові параметри, т. “ ”. Звичайно початкові параметри задають по тиску 
, і температурі 
. З рівняння стану ідеального газу визначається питомий об”єм.
, ; 2.4
З рівняння адіабати процесe адіабатного стиску:
, 2.5
отримаємо тиск в т. с:
, МПа, 2.6
Питомий об’єм в т. с:
, ; 2.7
Температура в т. с:
, К, 2.8
Процес підводу тепла при постійному об’ємі 
:
Тиск в т. 
, МПа, 1.9
Питомий об”єм в т.
, , 2.10
Температура в т.
, К, 2.11
Процес підводу тепла при постійному тиску 
Питомий об’єм В. т. 
, , 2.12
Тиск в т. 
, МПа, 2.13
Температура в т. 
, К, 2.14
Процес адіабатного розширення 
Питомий об’єм в т.
, , 2.15
Визначаємо тиск в т. 
з рівня адіабати:
, МПа , 2.16
Температура в т. :
, 2.17
За результатами розрахунку будується цикл в 
діаграмі (в масштабі).
2.3 Розрахунок роботи і кількості теплоти на процесах
Результати розрахунку зводимо до таблиці 2.3
Таблиця 2.3
| Процес | Робота на процесі
 , 
| Тепло на процесі
| Зміна внутрішньої
енергії
| Нев’язка балансу енергій | |
|
| % | ||||
Стиск 
| - | ||||
Згоряння  .
| - | ||||
Згоряння  .
| |||||
| Розширення
| - | ||||
Вихлоп 
| - |
Примітка: “-“ вказує, що на даному процесі цей показник дорівнює нулю.
Зміна внутрішньої енергії для усіх процесів визначається однаково:
2.18
- відповідно кінцева та початкова температура на процесі, К.
Визначення кількості роботи:
- процес 
(адіабатне стиснення)
, , 2.19
- процес (ізобарний процес)
, , 2.20
- процес 
(адіабатне розширення)
, , 2.21
Визначення кількості тепла:
- процес (ізохорний процес)
, , 2.22
- процес (ізобарний процес)
, , 2.23
- процес 
(ізохорний процес)
, , 2.24
Нев’язка балансу енергії на процесі визначається з І закону термодинаміки:
, , 2.25
Відповідно, нев’язка:
, , 2.26
Нев’язка може виникати в разі невірних розрахунків циклів, а також математичних похибках в розрахунках. Враховуючи точність розрахунків на калькуляторах та точність визначення характеристик робочого тіла, відносна похибка не повинна перевищувати 5%.
Відносна похибка розраховується:
, %, 2.27
2.4 Розрахунок показників циклу:
1. Кількість роботи на циклі
, 2.28
враховуючи, що 
, 2.29
2. Кількість корисної теплоти на циклі:
, 2.30
де 
- кількість підведеного тепла:
, 2.31
- кількість відведеного тепла:
, 2.32
Відмітимо, що
, 2.33
Різниця за результатами розрахунків не повинна перевищувати 5%.
3. Термічний ККД циклу
, 2.34
4. Середній тиск на циклі:
, 
2.35
5. Визначити показники циклу можливо по узагальнюючим формулам:
- термічний ККД
, 2.36
- робота на циклі:
, 2.37
- середній тиск:
, МПа 2.38
6. ККД циклу Карно для умов розглянутого циклу
, 2.39
Порівнюючи 
можливо зробити висновок про термодинамічну ефективність циклу.
2.5 Дослідження ідеальних циклів:
В залежності від завдання, яке видає викладач виконуються наступні дослідження:
а) цикл Отто – вплив (від 4 до 9) при постійному 
на показники циклу 
б) цикл Дизеля – вплив на показники циклу степені стиску (від 12...25) при постійній 
в) цикл Тринклера - вплив на показники циклу :
- степені стиску (10, 16, 20) та степені попереднього розширення 
при постійній степені підвищення тиску 
;
- степінь стиску (10, 16, 20) степені підвищення тиску 
при постійної степені попереднього розширення 
.
г) співставлення циклів Отто і Дизеля:
- - при рівної степені стиску 
, та рівної кількості підведеної теплоти, з останнього зв’язок між (цикл Отто) та (цикл Дизеля) буде мати вигляд:
, МПа, 2.40
- при рівному максимальному тискові 
та однакової кількості підведеного тепла; при цих умовах основні характеристики циклів слід визначати з наступних співвідношень:
степінь стиску для циклу Дизеля
2.41
степінь стиску для відповідного циклу Отто
2.42
де степінь підвищення тиску для циклу Отто рекомендується прийняти 
степінь попереднього розширення відповідного циклу Дизеля
, 2.43
За розрахунками слід побудувати графіки залежності показників циклу від їх характеристик:
( при фіксованих 
);
( при фіксованих ) ;
( при фіксованих ). (див. мал. 2.2)
Робота повинна завершуватися висновками, в яких обговорюється вплив окремих характеристик на показники циклів.
Розрахунок процесу стиску
Метою роботи є визначення параметрів в характерних точках: початку стиску (т.а) та кінцю стиску (т.с).
Розрахунок складається з розрахунку параметрів робочого тіла перед початком стиску (розрахунок процесу випускання) та розрахунку самого процесу стиску.