Цикл поршневого ДВЗ із змінним підводом теплоти (цикл Трінклера)

1 2 3 4 5 6

Принципова схема та індикаторна діаграма.

1—впускний клапан;

2—випускний клапан;

3—передкамера;

4—форсунка;

5—один або декілька вузьких каналів, з’єднуючих передкамеру з циліндром.

а-1—ізобарне розширення повітря (заповнення через відкритий клапан 1);

1-2—політропний стиск повітря до температури, перевищуючої температуру самозаймання палива;

2-3—ізохорний підвід частини теплоти , що відповідає інтенсивному змішуванню і частковому миттєвому згорянню палива і повітря в передкамері 3;

3-4—ізобарний підвід решти теплоти , що відповідає згорянню паливно-повітряної суміші в камері згоряння на початку робочого ходу при русі поршня із ВМТ до НМТ. В точці 2 робоче тіло—повітря; в точці 3—суміш палива, повітря і продуктів згоряння; в точці 4—продукти згоряння;

4-5—політропне розширення продуктів згоряння або продовження робочого ходу;

5-6—ізохорний відвід теплоти з продуктами згоряння через відкритий клапан 2.

6-в—повне очищення циліндра від продуктів згоряння при русі поршня із НМТ до ВМТ;

в-а—ізохорне закриття клапана 2 і відкриття клапана 1.

Запропонований двигун не потребує як двигун Дизеля додаткового компресора для розпилювання палива. Розпилювання палива відбувається за рахунок конструкції форсунки 4, її розміщення в передкамері 3, геометричної форми передкамери 3.

Термодинамічний аналіз циклу РV та TS-координатах

1-2—адіабатний стиск робочого тіла;

2-3—підвід при ;

3-4—підвід при ;

4-5—адіабатне розширення робочого тіла;

5-1—відвід при .

Параметри циклу:

Ступінь адіабатного стиску

Ступінь підвищення тиску

Ступінь попереднього розширення

Ступінь адіабатного розширення

Термічний ККД підраховують із наступних рівнянь

З урахуванням рівнянь параметрів циклу і адіабатних процесів 1-2 і 4-5 можна отримати вираз для термічного ККД в кінцевому вигляді

зростає із збільшенням і з зменшенням .

Для таких двигунів, як правило, приймається =10-14;

можна підрахувати за допомогою площ фігур в TS-координатах по формулі

Існують методи підвищення , які полягають в збільшенні без зміни , зменшення без зміни , одночасному збільшенні і зменшенню .

Підрахувати середній індикаторний тиск і зовнішню корисну роботу, виконану двигуном за циклом можна за допомогою приведених вище відповідних рівнянь.

Доцільно порівняти цикли поршневих ДВЗ з підводом теплоти при V=const, при P=const, та при P=const і V=const для різних вхідних даних.

Лекція 12

Цикли газотурбінних установок (ГТУ) і паросилових установок (ПСУ). Принцип дії ГТУ. Цикли ГТУ з ізобарним підводом теплоти. Загальні відомості про цикли реактивних двигунів. Принципова схема ПСУ. Цикл Ренкіна і його термодинамічний аналіз.