Идеальные циклы ДВС и их эффективность

Для теоретического анализа эффективности циклов ДВС и определения направлений влияние на конструктивные параметры с целью повышения экономичности необходимо получить аналитические выражения для КПД двигателей. С этой целью действительные процессы аппроксимируют наиболее подходящими известными термодинамическими процессами.

Процессы впуска и выпуска в первом приближении могут рассматриваться как протекающие при постоянном давлении и компенсирующие работу один другого.

Процессы сжатия в карбюраторном и дизельном двигателях в первом приближении могут рассматриваться как адиабатические.

Процессы горения в карбюраторном двигателе могут рассматриваться как изохорный подвод тепла, в дизельном как комбинированный - частично изохорный, частично изобарный.

Процессы расширения могут рассматриваться как адиабатические.

Процессы выпуска при открытии выпускник отверстий в первом приближении может рассматриваться как изохорный отвод тепла.

Аппроксимация рабочих процессов ДОС известными обратимыми термодинамическими процессами позволяет построить идеальные циклы ДВС.

Идеальные циклы ДВС

а) карбюраторный ДОС б) дизельный ДОС

Рис. 3

Построенные идеальные циклы позволяют получить зависимости для термических КПД этих циклов.

Карбюраторный ДВС.

Из соотношения параметров в адиабатном процессе можем записать:

(16.1)

Для дизельного двигателя полагая

и проделав аналогичные преобразования, получим

(16.2)

где - степень повышения давления;

- степень предварительного расширения.

Как видно из зависимостей (16.1) и (16.2) КПД ДВС тем выше, чем выше , однако как у карбюраторных, так и дизельных двигателей значение ограничено значениями 6...10 и 16...22 соответственно.

Причиной ограничения у карбюраторных двигателей является способность горючей смеси детонировать при сжатии.

Причиной ограничения у дизельных двигателей являются высокие температуры и давления в цилиндре в конце процесса горения.