Цикл Отто. Двигатель внутреннего сгорания – наиболее распространенный тепловой двигатель в мире

ТЕМА7. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Двигатель внутреннего сгорания – наиболее распространенный тепловой двигатель в мире. Он занимает лидирующее положение в автомобильном, железнодорожном и водном транспорте, в дорожных машинах и т.п. Исключительна роль двигателей внутреннего сгорания в энергетике сельского хозяйства – неотъемлемый элемент тракторов, комбайнов, автотранспорта, резервных дизельных электростанций и многих других агрегатов, используемых в сельскохозяйственном производстве.

При анализе термодинамических циклов тепловых машин допускают, что:

– химический состав и количество рабочего тела не меняются;

– процесс сгорания топлива заменяется обратимым процессом подвода теплоты;

– выпуск продуктов сгорания или отработавшего пара заменяется обратимым процессом отвода теплоты в охладитель;

– процессы расширения и сжатия рабочего тела являются адиабатными;

– теплоемкость рабочего тела не зависит от температуры.

В зависимости от способа подвода теплоты различают три термодинамических цикла двигателей внутреннего сгорания:

– цикл с подводом теплоты при v = const;

– цикл с подводом теплоты при р = const;.

– цикл со смешенным подводом теплоты при

v = const и р = const.

Первый цикл характерен для двигателей с внешним смесеобразованием (бензиновые, газовые).

Цикл со смешанным подводом теплоты характерен для дизелей, т.е. двигателей с внутренним смесеобразованием.

Цикл с подводом теплоты при p = const представляет собой термодинамический круговой процесс, протекающий в компрессорном дизеле, в котором распыл топлива в цилиндре осуществляется сжатым воздухом. Эти двигатели в настоящее время не находят применение.

Цикл с подводом теплоты при постоянном объеме состоит из двух адиабат и двух изохор (рисунок 7.1). Характеристиками цикла являются:

– степень сжатия;