2018-02-13
547
Рисунок 1 – Принципиальная схема поршневого ДВС
Основным элементом любого поршневого двигателя является цилиндр 4 с поршнем 5, соединённым посредством кривошипно-шатунного механизма с внешним потребителем работы. Цилиндр (или блок цилиндров) монтируется на верхней части картера 1, а сверху закрыт крышкой, в которой установлены впускной 2 и выпускной 3 клапаны и электрическая свеча зажигания (в карбюраторном и газовом двигателях) или форсунка (в дизеле). В зарубашечном пространстве цилиндра и его головки циркулирует охлаждающая жидкость.
В картере монтируется коленчатый вал, кривошип 7 которого подвижно соединён с шатуном 6. Верхняя головка шатуна сочленена с поршнем, который совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение в цилиндре.
2 Изображение цикла в координатах p-V и T-s и определение удельного объема, давления и температуры в характерных точках цикла
Обобщенный цикл газовых двигателей в системах координат p-V и T-s показан на рисунке 2.
Рисунок 2 – Обобщенный цикл газовых двигателей
Этот цикл состоит из следующих термодинамических процессов:
1-2 – адиабатный процесс сжатия РТ (в цилиндре ДВС или в компрессоре ГТД), 
;
2-2' – изохорный подвод теплоты, V=const;
2'-3 – изобарный подвод теплоты, p=const;
3-4 – процесс адиабатного расширения РТ (в цилиндре ДВС или в каналах проточной части турбины), ;
4-4' – изохорный отвод теплоты (в ДВС), V=const;
4'-1 – изобарный отвод теплоты (в турбинах и реактивных двигателях), p=const.
Т.к. по условию в расчетно-графической работе, наименование цикла тепловой машины – ДВС с подводом теплоты при v=const, то процессы 2'-3 и 4'-1 будут отсутствовать. Цикл ДВС изображен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Цикл ДВС с подводом теплоты при v=const
 |
Этот цикл состоит из следующих термодинамических процессов:
1-2 – адиабатный процесс сжатия РТ (в цилиндре ДВС), 
;
2-3 – изохорный подвод теплоты, v=const;
3-4 – процесс адиабатного расширения РТ (в цилиндре ДВС), ;
4-1 – изохорный отвод теплоты, v=const.
Обозначим некоторые характеристические параметры цикла:
- степень сжатия в процессе 1-2;
- степень повышения давления при подводе теплоты q1;
- степень расширения РТ в процессе 3-4;
Рассмотрим последовательно процессы цикла и используя основные соотношения между параметрами в этих процессах, выразим температуры в характерных точках цикла через минимальную температуру T1 в начале процесса сжатия 1-2:
;
;
.
Подставим значение известной температуры T1, и с учетом того, что 
вычислим значения температур в характерных точках:
;
;
;
.
Рассмотрим последовательно процессы цикла и, используя основные соотношения между параметрами в этих процессах, определим давления и удельные объёмы в характерных точках цикла:
так как 
и 
, значит 
.
Тогда получим:
.
Уравнение состояния газа имеет вид:
Выразив из этого уравнения объем, получим:
Подставив данные, получим:
;
;
;
.
Выразив давление, получим:
Подставив данные, получим:
;
.
