ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.04.2019
Просмотров: 1484
Скачиваний: 1
33. Цикл Ренкина
34. Циклы тепловых двигателей. Сравнение циклов Отто и Дизеля
Назначение любого теплового двигателя – превращение теплоты в работу.
Необходимая для перевода в работу теплота получается при сгорании
жидких, твердых или газообразных топлив. Топливо может сжигаться вне
тепловой машины (паровые машины и турбины) – это так называемые
двигатели внешнего сгорания. Двигатели, в которых процесс сгорания
осуществляется в рабочем пространстве машины, называются двигателями
внутреннего сгорания (ДВС).
Рабочим телом в ДВС являются в начале воздух или смесь воздуха с
топливом, а в конце – смесь газов, образовавшаяся при сгорании топлива.
Теплота к рабочему телу подводится от сжигаемого топлива внутри
цилиндров двигателя, в которых расширяющийся от нагревания газ
перемещает поршень. Полученная газом энергия частично расходуется на
совершение механической работы, остальная часть отдается окружающей
среде.
Основными
элементами
любого
поршневого
ДВС
являются цилиндр 1 с
поршнем 2, возвратно-поступательное
движение
которого преобразуется во вращательное движение коленчатого вала 8 с
помощью кривошипно-шатунного механизма 6, 7 (рис. 1). В верхней
части цилиндра размещены впускной 4 и выпускной 5 клапаны, приводимые
в
движение
от
главного
вала
двигателя, а
также
свеча
зажигания 3 топливной смеси (или форсунка дляраспыления топлива). Помимо
этого у ДВС имеются механизм газораспределения, системы питания
топливом, зажигания, смазки, охлаждения и регулирования (на рисунке не
показаны).
В возвратно-поступательном движении
поршня различают два крайних положения:
верхнее
и
нижнее,
в
которых
поршень меняет направление движения на
обратное.
Эти
положения
называются мертвыми точками.Расстояние
между мертвыми точками называют ходом
поршня S, а перемещение поршня из ВМТ в
НМТ или наоборот – тактом. Внутренний
объем цилиндра в пределах хода поршня
называют рабочим объемом цилиндра.
Часть объема цилиндра, заключенную
между
крышкой и
торцом
поршня,
находящегося в ВМТ, называют камерой
сгорания.
Для обеспечения наиболее полного сгорания топлива оно должно
быть хорошо перемешано с воздухом. Смесь распыленного в воздухе
топлива, предназначенного для сжигания, называют рабочей смесью, а
процесс приготовления рабочей смеси – смесеобразованием.
По способу приготовления горючей смеси ДВС подразделяются на
две группы: с внешним и внутренним смесеобразованием.
К д в и г а т е л я м с
в н е ш н и м смесеобразованием относятся карбюраторные и газовые двига
тели. Рабочая смесь в них приготавливается в специальном устройстве –
карбюраторе (при работе на бензине или керосине) илисмесителе (при работе
на газовом топливе). В этом случае в камеру сгорания подается уже готовая
рабочая смесь, которая воспламеняется принудительно от электрической
искры (свечи зажигания).
В д в и г а т е л я х с в н у т р е н н и м с м е с е о б р а з о в а н и е м приг
отовление рабочей смеси происходит внутри рабочего цилиндра, куда воздух
и топливо подаются раздельно. Сначала поршень сжимает чистый воздух
до давления 3-4 МПа, вследствие чего его температура в конце сжатия до-
стигает 600-650 °С, затем в камеру сгорания через форсунку впрыскивается
жидкое топливо (дизельное или моторное), которое воспламеняется
при смешении с раскаленным воздухом.
По способу осуществления цикла ДВС могут быть двух- и четы-
рехтактными. В четырехтактном двигателе рабочий цикл осуществляется
за четыре хода поршня (такта), т.е. за два оборота вала, а в двухтактном
двигателе – за два хода (такта) поршня, т.е. один оборот коленчатого
вала.
Исследование работы реального поршневого двигателя проводят по
диаграмме, в которой дается изменение давления в цилиндре в зависимости
от положения поршня (объема) за весь цикл. Такую диаграмму, снятую с
помощью прибора – индикатора, называют индикаторной диаграммой
(рис.2).