Диаграмма расчетного цикла «Алияр».

Т-V

Р Р_b

202кг/см²

Т=const

Рс=Рz

Р=const

Ра

ВМТ V_c Vh 140* НМТ

Рис. 17

Теоретический цикл Алияра характеризуется равенством показателей Тс=Тz и Рс=Рz в виду чего показатели ρ, λ и γ равны 1 и они на термический КПД цикла влияния не оказывают.

В двигателях, которые будут работать по циклу «Алияр», такое явление, как жесткость работы не будет иметь места ни при каких степенях сжатия (до 60). В таких двигателях при достаточно высоких значениях (выше 200 кг/см²) давления конца сжатия, с началом расширения на изотермном участке давление цикла будет уменьшаться, так как впрыскивание топлива будет производиться дозированными частями. Внедренные в последнее десятилетие пьезофорсунки позволяют дробить подачу топлива на довольно большое количество порций.

Как видно из таблицы протекания давления конца сжатия в функции от угла поворота кривошипа в двигателе ВАЗ-2110 с ε=40, давление конца сжатия составляет 145 кг/см². В 15⁰ ПКВ после ВМТ, если расширение произойдет без подвода теплоты давление составит 64 кг/см². Если от ВМТ до указанной точки подвести 15-20% от располагаемой теплоты, то давление останется на прежнем уровне, т.е. 145 кг/см². От указанной точки на участке диаграммы равном, примерно, 40⁰ ПКВ должно произойти расширение с изотермным подводом оставшейся доли теплоты в количестве 80-85%.

Динамика

протекания давления конца сжатия в функции от угла поворота кривошипа в двигателе ВАЗ-2110 с ε=40 (Vh=71мм, k=1,35)

Таблица 2 (составлена автором)

Изложенная выше задача решается путем увеличения степени сжатия ДВС с внутренним смесеобразованием до 60 и его работы без ограничения наполнения по циклу Алияра.

В частности, если степень сжатия ДВС равен ε=55, то давление конца сжатия при адиабате k=1,38 будет равно Рс=252 кг/см², температура Тс=1375⁰ К. К моменту завершения сжатия для обеспечения постоянного давления на участке от 0 до 15⁰ ПКВ после ВМТ в цилиндр впрыскивается первая порция топлива в количестве примерно до 10% от располагаемого количества топлива. Тепловыделение начнется в ВМТ. Температура воздуха увеличится от величины Тс до величины Тz≈1500⁰К. В результате этого при перемещении поршня от 0 до 15⁰ ПКВ после ВМТ давление уменьшится незначительно. В теоретическом цикле для данного отрезка диаграммы давление является постоянной величиной и подчиняется правилу Рс=Рz=const. При завершении указанного участка примерно в 15-20⁰ ПКВ после ВМТ, когда давление и температура начнут уменьшаться, в цилиндр впрыскивается следующая порция топлива. В дальнейшем оставшаяся часть топлива также впрыскивается порциями для обеспечения относительного постоянства температуры по правилу Т=const. По завершении впрыскивания топлива и догорания его остатков расширение станет адиабатным.

Расчет термического КПД теоретического цикла Алияра должен производиться по формуле h_t=1- 1/ε ^n1-1.

Формула цикла «Алияр»:

Рабочий циклДВС с внутрениим смесеобразованием и со сверхвысокой степенью сжатия до 60, в котором на первом такте производится впуск свежего заряда воздуха, на втором такте производится сжатие этого заряда до давления Р₁, на третьем такте происходит расширение продуктов горения, на четвертом такте производится удаление из цилиндра продуктов сгорания, отличающийся тем, что при работе на внешней скоростной характеристике, в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, на такте впуска производится ограничение наполнения цилиндра воздухом для обеспечения на рабочем такте в зоне малого изменения объема камеры сгорания постоянства давления Р₁ путем синхронизации процесса увеличения объема камеры сгорания и давления рабочего тела. При этом точка начала тепловыделения находится в ВМТ (верхней мертвой точке), в зоне малого изменения объема камеры сгорания давление не изменяется, что соответствует в теоретическом цикле изобарному процессу Р=const. На линии расширения для обеспечения горения при относительно одинаковой температуре путем многостадийного впрыскивания подаются остальные части топлива, что в теоретическом цикле соответствует процессу Т=const.

В теоретическом цикле процесс сжатия является политропным с отводом теплоты, процесс предварительного расширения с подводом теплоты является сначала изобарным, затем изотермным, процесс последующего расширения является адиабатным, обновление рабочего тела производится по изохоре.

Литература:

1. «Теория рабочих процессов поршневых и комбинированных двигателей». Изд. «Машиностроение». Москва. 1971 г. (МВТУ имени Н.Э.Баумана).

2. «Теплотехника». Москва, 2004 г. Издательство МГТУ имени Н.Э.Баумана.

3. А.Н.Воинов. «Сгорание в быстроходных поршневых двигателях». Москва, 1977 г. «Машиностроение».

4. И.М. Ленин. «Автомобильные и тракторные двигатели». Часть 1 и 2. Издательство «Высшая школа». 1976.

5. «Двигатели внутреннего сгорания». Теория рабочих процессов. Том 1. Москва. «Высшая школа». 2005. МАДИ (ГТУ).

6. Проф. Д.Д. Брозе. «Сгорание в поршневых двигателях». Издательство «Машиностроение». Москва 1969 г.

7. «Двигатели внутреннего сгорания. Том 1. Теория легких двигателей. В.И.Сороко-Новицкий, доц. В.А.Петров. ОНТИ-НКТП-СССР. Москва. 1938».

8. «Сборник научных трудов по материалам Международной конференции Двигатель-2007, посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э.Баумана». Москва. 2007 г.

9. И.П. Базаров. «Термодинамика», Государственное издательство физико-математической литературы. Москва. 1961 г.

10. К.В.Рыжков. Сто великих изобретений. Москва. Издательство «Вече». 2001 г.

Ибадуллаев Г.А.