Cicluri motoare cu ardere internă - studopediya

motor cu ardere internă (ICE) - este un motor termic, în care energia chimică a combustibilului ars în camera de lucru este transformată în lucru mecanic. Procesul intern de ardere a combustibilului motor cu ardere are loc în interiorul cilindrului de lucru.

Prin natura combustibilului utilizat DIC împărțit în motoarele cu combustibil și gaz lichefiat.

În metoda de umplere a cilindrilor motoarelor de încărcare proaspete sunt împărțite în doi timpi și patru timpi. Procesul de funcționare a motorului cu ardere internă în doi timpi se realizează în doi timpi și o rotație a arborelui cotit într-o ardere internă ciclu de lucru al motorului în patru timpi este finalizat în patru timpi și două rotații ale arborelui cotit.

Conform unei metode de preparare a unui amestec de lucru de combustibil și de aer a motorului cu ardere internă sunt împărțite în motoare cu amestec intern formarea - motoare diesel în care combustibil se aprinde atunci când este injectat în aerul comprimat încălzit la o temperatură ridicată; și exterior - carburator unde aprinderea amestecului combustibil este produs printr-o scânteie electrică.

Prima adecvarea practică a unui motor cu ardere internă de gaze a fost proiectat de către mecanic francez Lenoir în 1860. În 1876. inventatorul german Otto a construit un motor imbunatatit de gaz in patru timpi, în 1880 un inginer Kostovich în România a construit un motor cu carburator benzina, iar in 1897 Diesel inginer german a creat un motor cu ardere internă, în doi timpi, cu aprinderea aerului comprimat - motor diesel.

Fig. 1.14 Schema de 4 - motor carburator accident vascular cerebral.

Figura 1.14 este o diagramă de funcționare a patru carburator a motorului cu ardere internă.

In cilindrul 1 este un piston 2, tija de conectare 3 este conectată la o parte a pistonului, iar pe de altă parte la arborele cotit. În partea superioară a cilindrului situat admisie 4 și de evacuare 5 supape. Poziția pistonului extremă numit centru mort superior (TDC) și mort inferior (BDC), distanța dintre punctul mort superior și BDC este numit un accident vascular cerebral.

Motorul funcționează după cum urmează. Când vsasyvanii- primul atac cerebral pistonul se deplasează în jos și suge amestecul combustibil în cilindru, datorită vacuumului generat. supapa de aspirație este deschisă, priza este închisă.

doua compresie Takt- are loc atunci când pistonul se deplasează în sus de la BDC. În acest caz, ambele supape sunt închise. Atunci când se apropie de amestecul de combustibil central mort superior este aprins de o scânteie electrică.

Al treilea ciclu-accident vascular cerebral este realizată de presiunea gazului. Pistonul de presiune se deplasează în jos de la TDC la BDC, creând un cuplu pe arborele cotit.

A patra etapă - eliberarea, în care, prin supapa de evacuare deschisă în timpul deplasării pistonului deplasat din cilindrul produselor de combustie.

Astfel, din cele patru accidente vasculare cerebrale numai la al treilea ciclu se efectuează muncă utilă; în toate celelalte lucru se întâmplă cheltuieli.

Fluxul de lucru din motor în doi timpi este după cum urmează. După începerea procesului de ardere a gazului de expansiune. La capătul pistonului de expansiune se deschide orificiile de evacuare prin care partea deleted gazele de eșapament. Mai mult, continuând să se deplaseze în jos, pistonul deschide porturile purjați, cilindrul este suflat cu aer comprimat. La începutul celei de a doua comprimare continuă a gazului de eșapament takta- proces de eliminare și de încărcare proaspătă de umplere a cilindrului. Odată ce pistonul închide fereastra, comprimarea amestecului carburant începe. Tipuri de motoare:

1) cu aport de căldură la un volum constant (ideal ciclul Otto);

2) cu adaos de căldură la presiune constantă (ciclu diesel);

3) Ciclul alimentarea mixtă de căldură - parțial cu v = const și p = const (Trinklera ciclu ideală).

Luați în considerare principiul de funcționare al diferitelor motoare cu combustie internă care utilizează o diagramă teoretică a unui motor ideal. O serie de ipoteze introduse în acest proces termodinamic:

1) fluidul de lucru - un gaz perfectă;

2) fluidul de lucru nu părăsește cilindrul;

3) proprietățile fluidului de lucru nu se schimba.

Figura 1.15 arată diagrama teoretică a motorului în patru timpi, cu un aport de căldură la v = const. Această metodă de furnizare a căldurii are loc într-un motor carburator cu lumină de combustibil - benzina, gaz, alcool, etc.

Fig. 1.15 un ciclu Otto

a-1 - amestec de lucru de absorbție;

1-2 - compresie adiabatică a fluidului de lucru;

2-3 - izocoră aport de căldură (arderea combustibilului);

3-4 - expansiunea adiabatică a fluidului de lucru (cursa de lucru);

4-1 - izocoră disiparea căldurii;

Când downstroke (1 bar) în cilindrul motorului 1 este aspirat prin supapa de admisie 4 este terminată amestecul de lucru. Acest amestec de gaze combustibile sau vapori de combustibil lichid cu aerul. Diagrama teoretică se presupune că absorbția are loc la o presiune constantă egală cu presiunea atmosferică (linia a-1).

La punctul 1 supapa de admisie se închide, după care (ciclul 2) amestec de lucru comprimat cursă ascendentă adiabatic, presiunea crește. Presiunea depinde de gradul de compresie

În cazul în care v1 - volumul total al cilindrului; v2 - volumul cilindrului la capătul de compresie (linia 1-2).

La sfârșitul compresiei (Vol. 2), amestecul este aprins de o scânteie electrică. Amestecul de ardere este instantanee. Atunci când se analizează ciclul termodinamic al procesului de ardere se înlocuiește aport de căldură convențional reversibilă la fluidul de lucru din sursa fierbinte în procesul izocoră (2-3).

Ca urmare a eliberării de căldură în timpul arderii (intrare căldură nominală), presiunea crește cu p3. piston suplimentar se deplasează în jos din nou (ciclul 3), ca urmare a expansiunii adiabatică a unui gaz (linia 3-4). Acest cursă a pistonului. Aceasta se face de expansiune de lucru pozitiv datorită energiei interne a gazului.

La sfârșitul expansiune se deschide supapa de evacuare. Presiunea scade imediat la presiunea atmosferică. Se presupune că scăderea presiunii are loc la volum constant (v = const) (linia 4-1). De fapt, atunci când partea de presiune a gazelor evacuate în atmosferă. Atunci când se analizează un ciclu termodinamic ideală, procesul de cădere de presiune este înlocuit cu un 4-1 echivalent proces izocoră cu căldură reversibilă q2 robinet la o sursă rece.

Al patrulea ciclu are loc cu supapa de evacuare deschisă. În acest caz, produsele de ardere sunt evacuate în atmosferă, la presiunea atmosferică p = const. împingând-un amestec 1 linie.

Zona diagramei indicatorului (1234) descrie un gaz util pentru primul ciclu de locuri de muncă.

Eficiența termică a ciclului cu o sursă de căldură atunci când v = const se determină din expresia generală:

în cazul în care - suma alocată de căldură pentru isochore 4-1;

în cazul în care - cantitatea aport de căldură isochore 2-3.

Prin urmare, atunci când cv = const:

Intre temperaturi pentru adiabats 4-3 si 1-2 conform cu următoarele:

Așa cum am spus, - gradul de compresie.

Astfel, obținem:

Din această expresie vedem că eficiența ciclului cu o sursă de căldură atunci când v = const este cu atât mai mare, cu atât mai mare gradul de compresie. Pentru adevărat motor cu ardere internă.

Figura 1.16- Ciclul Diesel

Prin linia a-1 în cilindrul aspirat aer la p1 = 1 atm. de-a lungul liniei 1-2 din aer comprimat, T2 - temperatura de autoaprindere a combustibilului, p2 = 4 martie MPa. La sfârșitul compresiei (T.2) este injectat în camera de combustibil atomizat lichid care se aprinde și arde la p = const - acest proces corespunde furnizării de căldură q1 (teoretic linia 2-3 grafic).

Datorită comprimării aerului, mai degrabă decât un amestec combustibil, un raport de compresie mai mare = 18, 20. La punctul 3 începe expansiunea gazului - motor de accident vascular cerebral. La punctul 4, se deschide supapa de evacuare. cădere de presiune Instantanee are loc la V = const c căldură îndepărtarea q2 (linia 4-1).

În cazul în care - gradul de pre-expansiune:

Din relația pentru parametrii de proces adiabatice:

Din această expresie, rezultă că ciclul cu furnizarea de căldură la p = const crește cu. K, și scade odată cu creșterea. La valori mai mari ale raportului de compresie crește presiunea maximă în cilindru, care cauzează dificultăți constructive. Valoarea medie a eficienței ciclului Diesel