В рассматриваемых в технической термодинамике теоретических циклах, как было указано, предполагается, что теплота к рабочему телу подводится от внешнего источника, имеющего температуру 7\, а отводится к другому внешнему источнику, у которого температура Т2 < Тх. В реальном двигателе теплота qt выделяется непосредственно в камере сгорания при сгорании топливо-воздушной смеси. Сгорание топлива в цилиндре двигателя, являющееся сложным процессом, возможно при условии, что каждый раз после совершения работы за счет выделившейся теплоты расширившиеся отработавшие газы удаляются из цилиндра и создаются необходимые условия для сгорания свежей порции топливо-воздушной смеси, подаваемой в цилиндр.
Совокупность процессов, обеспечивающих получение механической энергии из тепловой, выделяемой при сгорании топливо-воздушной смеси, называется действительным циклом.
В работающем двигателе, где осуществляется действительный цикл, возникает ряд дополнительных потерь, снижающих по сравнению с теоретическим циклом эффективность использования теплоты. Для выяснения того, насколько ухудшается использование теплоты в действительном цикле по сравнению с теоретическим, следует провести анализ теоретических циклов поршневых двигателей. Сопоставление значений к. п. д. теоретического и действительного циклов позволит выяснить совершенство использования теплоты в реальном двигателе.
При рассмотрении теоретических циклов вводятся следующие допущения:
1. В цилиндре двигателя все время находится постоянное, несменяемое количество рабочего тела (например, воздух), совершающего замкнутый цикл. Этим допущением исключаются потери, которые возникают в реальном двигателе в связи с затратой работы на удаление отработавших газов и ввод в цилиндр свежей порции горючей смеси или воздуха.
2. Теплоемкость находящегося в цилиндре рабочего тела принимается на протяжении всего цикла постоянной, не зависящей от температуры.
3. Сгорание топлива в камере сгорания не происходит. Теплота подводится к рабочему телу извне в определенный период цикла. Этим допущением исключаются потери теплоты, которые сопутствуют сгоранию топлива в реальном двигателе.
4. Процессы сжатия и расширения протекают без теплообмена с внешней средой (адиабатные процессы).
В термодинамике рассматриваются теоретические циклы двигателей внутреннего сгорания, которые отличаются по способу подвода и отвода теплоты. Применительно к поршневым двигателям внутреннего сгорания следует рассмотреть три теоретических цикла:
1. Теплота подводится при постоянном объеме, что примерно соответствует процессу сгорания в двигателях с искровым зажиганием.
2. Теплота подводится при постоянном давлении, что примерно соответствует процессу сгорания в ранее строившихся компрессорных дизелях.
3. Некоторое количество теплоты подводится при постоянном объеме, а остальное - при постоянном давлении (смешанный подвод теплоты), что примерно соответствует процессу сгорания в бескомпрессорных быстроходных дизелях.
Отвод теплоты в соответствии со вторым законом термодинамики во всех случаях предполагается при постоянном объеме.
|
