Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
В реальном ДВС преобразование тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива, в механи ческую сопровождается комплексом сложных физико-хи мических и термодинамических процессов. Эти процессы при работе двигателя периодически повторяются в поло стях цилиндров и составляют рабочий цикл.
Рассмотрим принципиальную схему четырехтактного поршневого ДВС (рис. 30) и индикаторную диаграмму его рабочего цикла, представляющую графическую зави симость давления рабочего тела от объема внутренней по лости цилиндра.
В цилиндре 1 перемещается поршень 4, соединенный шатуном 2 с кривошипом коленчатого вала 5. В головке цилиндра предусмотрены впускной 5 и выпускной 6 клапаны, связывающие внутрицилиндровую полость с атмосферой. Поршень совершает возвратно-поступатель ное движение, коленчатый вал — вращательное, причем одному обороту коленчатого вала соответствуют два хода поршня.
Действительный рабочий цикл такого двигателя про текает следующим образом. При перемещении поршня 4 от внутренней мертвой точки (ВМТ) к наружной' (НМТ) в полости цилиндра создается разрежение, и при открытом впускном клапане 5 (точки а1 и a2) происходит такт впуска (линия r — а); причем в дизеле в цилиндр поступает воз дух, а в карбюраторном двигателе — горючая смесь.
При перемещении поршня в обратном направлении при закрытых клапанах осуществляется такт сжатия (линия а — с); при этом давление и температура рабочего тела повышаются.
В конце такта сжатия в цилиндр дизеля впрыскивается топливо (точка m), которое воспламеняется под действием высокой температуры (двигатель с воспламенением от сжатия); в карбюраторном двигателе воспламенение рабочей смеси осуществляется электрической искрой (двигатель с принудительным воспламенением). С этого мгновения начинается сгорание топлива. Давление в цилиндре вследствие выделяющейся теплоты резко повышается. Сгорание большей части топлива происходит почти мгно венно, поэтому начальную фазу процесса сгорания (ли ния с - z) считают изохорной. В действительности, осо бенно в дизеле, в точке z сгорание не заканчивается, и часть топлива сгорает при увеличивающемся объеме.
Под давлением рабочего тела (продуктов сгорания) поршень вновь перемещается к НМТ; совершается такт расширения (линия z - b), при этом давление и темпера тура рабочего тела уменьшаются.
Наконец, при перемещении поршня от НМТ к ВМТ при открытом выпускном клапане (точки b1 и b2) совер шается такт выпуска (линия b - г),т. е, происходит очист ка цилиндров от отработавших газов. После этого начи нается следующий цикл — всасывание очередной порции свежего заряда и т. п.
Таким образом, рабочий цикл четырехтактного дви гателя осуществляется за четыре хода поршня (четыре такта), что соответствует двум оборотам коленчатого вала.
Рис. 1. Принципиальная схема четырехтактного пор шневого ДВС и индикатор ная диаграмма его рабочего цикла:
1 - цилиндр; 2 - шатун; 3 - коленчатый вал; 4 - поршень; 5 и 6 — клапаны соответственно впускной и выпускной
При продувке цилиндра сжатым свежим воздушным зарядом рабочий цикл двигателя можно осуществлять за два хода поршня. Такие двигатели называют двухтактны ми. Рабочий цикл двухтактного двигателя состоит из тех же процессов, что и для четырехтактного, а название тактов определяется основными процессами, которые про текают в цилиндре (такт расширения и такт сжатия). При этом процессы газообмена совершаются в конце такта рас ширения и в начале такта сжатия.
Из рассмотренных этапов протекания реального рабо чего цикла очевидно следующее:
реальный рабочий цикл разомкнут — рабочее тело (свежий заряд) поступает в цилиндр извне, и по оконча нии цикла оно (отработавший газ) выбрасывается в атмо сферу;
сгорание топлива происходит при изменяющихся давлении и объеме рабочего тела, количество и состав которого в течение цикла не остаются постоянными;
вследствие теплообмена рабочего тела со стенками ци линдров, процессы сжатия и расширения являются политропными.
В реальном рабочем цикле имеют место различные по тери, которые снижают эффективность использования теп лоты по сравнению с теоретическим циклом.