Невозможно, чтобы вся подведенная теплота к рабочему телу была преобразована в полезную работу.


Цикл Отто.

В 1876 году немецкий конструктор Август Николаус Отто (1832 – 1891) создал поршневой четырехтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания (замкнутая термодинамическая система), работающий по циклу, состоящему из двух адиабатных и двух изохорных процессов (рис.2.3).

Исходные данные для расчета цикла Отто:

параметры состояния в исходной точке «1» (начало цикла)

степень сжатия ;

степень подогрева рабочего тела в цикле ;

показатель адиабаты и газовая постоянная .

 

 



Рис.2.3. Изображение цикла Отто в и координатах.

 

 

1.Расчет параметров состояния в контрольных точках цикла Отто производится в следующей последовательности:

(адиабатный процесс сжатия)

Точка «2»:

(изохорный процесс подвода теплоты)

Точка «3»:

(адиабатный процесс расширения)

Точка «4»:

2.Расчёт энергий, участвующих в термодинамических процессах цикла Отто:

(деформационная работа сжатия, эквивалентная площади фигуры на рис.2.3);

 

(деформационная работа расширения, эквивалентная площади фигуры на рис.2.3);

(количество теплоты, подведенное к рабочему телу в изохорном процессе «2 – 3», эквивалентное площади фигуры на рис.2.3);

(количество теплоты, отведенное от рабочего тела во внешнюю среду в изохорном процессе «4 - 1», эквивалентное площади фигуры на рис.2.3);

(полезная работа цикла Отто, эквивалентная площади фигуры на рис.2.3);

 

(термический КПД цикла Отто).

2.2.1. Особенности цикла Отто:

а) рабочее тело представляет собой топливовоздушную смесь (бензин + воздух);

б) бензины для авиационных и автомобильных двигателей представляют собой смеси углеводородов, которые выкипают при нагреве нефти до 40…200оС. В Российской Федерации производят бензины марок А-74, АИ-93, АИ-95, АИ-98, а также бензины с улучшенными экологическими свойствами. Цифры в марке бензина характеризуют его антидетонационные свойства, которые оценивают октановым числом (ОЧ). Оно численно равно процентному содержанию смеси изооктана с ОЧ=100 и Н – гептана с ОЧ=0, которая имеет такую же детонационную стойкость, как и испытуемый бензин. Октановое число оценивают по моторному методу в единицах ОЧМ и по исследовательскому методу в единицах ОЧИ. ОЧИ >ОЧМ на 8…12 единиц. Эту разницу называют чувствительностью бензинов к октановому числу.

в) при сжатии этой смеси температура рабочего тела возрастает и может превысить температуру самовоспламенения топлива. В этом случае в процессе сжатия возникает пламя и резко увеличивается давление на поршень. Явление называют детонацией двигателя.

Для того чтобы увеличить температуру самовоспламенения топлива, в него добавляют октан (бесцветная жидкость, температура кипения 125.7оС, имеет детонационную способность (октановое число 17…19)). Октановое число наиболее распространенных отечественных марок автомобильных бензинов 76…89, авиабензинов 91…95.

Наименьшей детонационной стойкостью обладают парафины, наибольшей – ароматические углеводороды. Октановое число бензина повышают добавкой в него низкокипящих высокооктановых углеродов или кислородосодержащих веществ – метилового спирта, метилтретбутилового эфира и других антидетонационных присадок (тетраэтилсвинца и тетраметилсвинца, а также металлокарбонатов, алкилгалогенидов). Применение присадок на основе свинца ограничено в эксплуатации из-за их токсичности. При увеличении степени сжатия и диаметра цилиндра необходимо использовать топливо с большим октановым числом.

г) степень сжатия из-за детонации в цикле Отто также ограничивают до величин ;

д) температура в конце процесса подвода теплоты в цикле Отто составляет примерно 2500…2850 К, что приводит к значительному увеличению давления в точке «3» (около 80…90х105 Па).

е) давление в точке «4» оказывается значительно больше, чем в точке «1», то есть имеет место значительная потенциальная энергия выхлопных газов.

 

 



Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 707;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.