Поршневой двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия с внутренним смесеобразованием был создан в 1897 году немецким инженером Р.Дизелем (1858-1913). В двигателях Дизеля распыление жидкого топлива в цилиндре двигателя производится воздухом высокого давления от специального компрессора из форсунки. При этом давление в конце процесса сжатия может составлять порядка рс =32-36 атм ().
Идеальный цикл Дизеля состоит из изобарного, двух адиабатных и изохорного процессов и является прямым газовым изобарным циклом неполного расширения, который изображен в p-v и Т-s координатах на следующих рисунках
где ac – адиабатное сжатие чистого воздуха;
cz – изобарный подвод теплоты q 1;
zb – адиабатное расширение ТРТ;
ba – изохорный отвод теплоты q 2 в холодильник.
Основные характеристики (параметры) цикла:
- степень сжатия ;
- степень предварительного изобарного расширения в процессе подвода теплоты q 1.
Термический кпд цикла Дизеля:
,
где (адиабата ac);
(изобара c-z) – закон Гей-Люссака;
|
|
, - (изохора ba и адиабаты zb и ca).
Окончательно имеем:
.
С ростом степени сжатия термический кпд цикла Дизеля растет, а с увеличением степени предварительного изобарного расширения цикла Дизеля уменьшается из-за роста температуры ТРТ при выхлопе (из-за роста теплоты q 2).
В двигателе Дизеля сжимается чистой воздух и можно применить большие степени сжатия по сравнению со степенью сжатия в двигателе, работающем по циклу Отто.