Циклы ДВС. Сравнение циклов.

С термодинамической точки зрения ДВС представляет собой тепловую машину. Рабочее тело этой тепловой машины не постоянно. Первоначально это горючая смесь из воздуха и паров легко воспламеняющегося топлива(бензин). после её сжатия рабочее тело газообразным продуктом сгорания.Теплота подводится к рабочему телу не из вне, а в результате сгорания смеси в самом ДВС. Различают 3 вида ДВС:1 С подводом теплоты при постоянном объёме;2 С подводом теплоты при постоянном давлении;3 Со смешанным подводом теплоты.

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном объёме.

Впервые представил Отто в 1876 году. Цикл такого ДВС состоит из 4 тактов.1 Всасывание горючей смеси,2 Сжигание горючей смеси, 3 Расширение после сгорания смеси,4 Выталкивание продуктов сгорания в атмосферу => реальный цикл такого ДВС является разомкнутым, так как в каждом новом цикле новая порция рабочего тела, необратимый хотя бы потому что имеются потери давления при всасывании и выпуске.В дальнейшем будет рассматриваться идеализированный ДВС, в котором термодинамические процессы обратимы, а в цикле участвует одна и та же порция тела.Индикаторная диаграмма идеализированного цикла Отто.А – 1 – всасывание горючей смеси,1 – 2 – сжатие смеси,2 – 3 – сгорание смеси,3 – 4 – расширение продуктов сгорания,4 – 1 – открытие выпускного клапана,1 – А – выпуск продуктов сгорания в атмосферу.

Поскольку в процессах А – 1 и 1 – А изменяется лишь количество рабочего тела, поэтому при термодинамическом анализе эти процессы учитываться не будут.

Цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении.

Предложил Дизель в 1897 году.В отличии от Отто здесь сжимается не горючая смесь, а атмосферный воздух. Удаётся повысить степень сжатия, до 15-16 единиц. Топливо взрывается уже при расширении воздуха, а за счёт повышения температуры оно воспламеняется само и сгорает при постоянном давлении. Цикл Дизеля состоит почти из тех же тактов, что и цикл Отто.Индикаторная диаграмма цикла Дизеля.А – 1 – всасывание воздуха,1 – 2 – сжигание воздуха,2 – 3 – впрыск и сгорание топлива,3 – 4 – расширение продуктов сгорания,4 – 1 – открытие выпускного клапана,1 – А – выпуск продуктов сгорания в атмосферу.

Сравнение цикла Отто и цикла Дизеля. l_g>l_k E_g>E_k где к – конденсатор,g – дизель

E_g=E_k l_g< l_k

Если принять что параметры рабочего тела в начальной точке циклов Отто и Дизеля одинаковое, количество теплоты Q₁ , то оказывается что степени сжатия в Дизельном двигателе больше, чем в карбюраторе и наоборот при одинаковой степени сжатия .