Порівняння ідеальних циклів з реальними

 

Згадаємо, що до замкнутих теоретичних (ідеальних) ДВЗ належать цикли (рис. 3.1): Отто

(з ізохорним підведенням теплоти), Дизеля (з ізобарним підведенням теплоти) та Трінклера (він

же – цикл Сабате, він же – цикл Трінклера-Сабате, він же – цикл Сабате-Трінклера, він же – цикл

Зайлігера, він же – цикл з ізохорним та ізобарним (змішаним) підведенням теплоти). Вони дають

наочне представлення про протікання процесів у реальних двигунах, якісних залежностях

основних показників цих двигунів від різних параметрів циклів. У той же час кількісні значення

параметрів реальних циклів дуже далекі від них у силу цілого ряду причин. Серед них, у першу

чергу, необхідно відзначити наступні:

1. Теплоємність робочого тіла не постійна, як це приймається при розгляді ідеальних

циклів, а істотно змінюється зі зміною складу і температури робочого тіла.

2. Процес згоряння палива в ДВЗ відбувається за досить складними законами і

супроводжується інтенсивним теплообміном.

3. Безупинний інтенсивний теплообмін через стінки, головку циліндрів, поршні й інші

елементи конструкції.

4. Наявність процесів газообміну, тобто впуску і випуску робочого тіла.

5. Наявність витоків робочого тіла.

6. Наявність підігріву повітря, що надходить у двигун.

Деякі з перелічених факторів вдається врахувати при розгляді дійсних циклів, що іноді

називають «розімкнутими». Ці цикли, у порівнянні з ідеальними, значно більшою мірою

відображають параметри реальних двигунів, оскільки вони враховують наступні фактори:

1. Процеси впуску і випуску (зміни температури і тиску робочого тіла, а також гідравлічні

втрати при цьому не враховуються).

2. Зміну складу робочого тіла протягом протікання циклу, а також його теплоємності зі

змінами температури.

3. Залежність показників адіабат стиску і розширення від середньої теплоємності.

4. Процес згоряння палива, а також зміну молекулярного складу робочого тіла.

5. Втрати теплоти від хімічної неповноти згоряння палива, а також на підігрів залишкових

газів і надлишкового повітря.

Реальні цикли ДВЗ з примусовим запалюванням та дизеля зображені на рис. 3.2.

 

 

 

Рисунок 3.1. Ідеальні цикли ДВЗ

 

 

Рисунок 3.2. Реальні цикли ДВЗ з примусовим запалюванням (а) та дизеля (б)

 

 

У даний час розроблені методики розрахунку подібних циклів, однак, досить надійні і

достовірні результати теплового розрахунку дають тільки напівемпіричні методики теплового

розрахунку, що враховують результати експериментальних досліджень, накопичений досвід

конструювання, виготовлення й експлуатації двигунів. У них розрахунок параметрів і

характеристик ДВЗ здійснюється на основі детального аналізу процесів газообміну, стиску,

сумішоутворення і згоряння, розширення.