Методи розрахунку дійсних циклів

На малюнку 2.1 представлені цикли Отто, Дизеля і Трінклера, розглянуті при аналізі ідеальних циклів ДВЗ.

Замкнуті теоретичні (ідеальні) цикли ДВЗ 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 по досить складних законах і супроводжується інтенсивним теплообміном.

3. Безупинний інтенсивний теплообмін через стінки, голівку циліндрів, поршні й інші елементи конструкції.

4. Процеси газообміну, тобто впуску і випуску робочого тіла.

5. Витоку робочого тіла.

6. Підігрів повітря, що надходить у двигун.

Деякі з перерахованих 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. Зміна 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 зміна молекулярного складу робочого тіла.

5. Утрати теплоти від хімічної неповноти згоряння палива, а також на підігрів залишкових газів і надлишкового повітря.

В 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.

Малюнок 2.2 – Дійсні цикли чотиритактних і двотактних ДВЗ