Процесс сжатия в двигателе внутреннего сгорания

Процесс сжатия в двигателях внутреннего сгорания служит для создания лучших условий сгорания рабочей смеси, а также для увеличения температурного перепада цикла и степени расширения продуктов сгорания. Это создает благоприятные условия для увеличения к. п. д. двигателя. [c.379]

Процесс сжатия в двигателях внутреннего сгорания необходим для создания условий сгорания рабочей смеси, расширения температурного перепада цикла и, как результат, более высокого [c.142]

Исследование теоретических циклов двигателей внутреннего сгорания проводят при следующих допущениях все процессы, протекающие в двигателях внутреннего сгорания, обратимы цикл протекает с постоянным количеством одного и того же рабочего тела химический состав рабочего тела остается постоянным в течение всего цикла, так как предполагается, что топливо не сгорает в цилиндре, а теплота подводится к рабочему телу извне и часть ее передается поглотителю теплоты (холодильнику) процессы сжатия рабочего тела и его расширения адиабатны теплоемкость рабочего тела не зависит от температуры. [c.224]

К жаропрочным литым сплавам относятся отливки, выплавляемые из алюминиевых и титановых сплавов, которые широко применяются в двигателях внутреннего сгорания. Например, поршни отливают из жаропрочных алюминиевых сплавов. В камере сгорания процесс сжатия сопровождается повышением давления и температуры, которые достигают соответственно 3 - 5 МПа, 500 -700°С, продолжительностью 0,01 - 0,03 с. [c.171]

В настоящее время отечественное машиностроение развивается по следующим направлениям увеличение мощности машин повышение частоты вращения валов машины повышение давления (высокая степень сжатия) для двигателей внутреннего сгорания повышение жаростойкости материалов повышение к. п. д. повышение безопасности в эксплуатации применение стандартных деталей и сборочных единиц, механизация технологических процессов, контроля и управления. [c.348]

Наиболее существенной особенностью технической работы является то, что ее величина, как видно из выражения (86), прямо пропорциональна начальной температуре газа. Это свойство технической работы лежит в основе рабочего процесса любой тепловой газовой машины. Например, в двигателе внутреннего сгорания всегда рабочее тело вначале сжимается, затем подогревается и расширяется. В соответствии с изложенным работа, затраченная при сжатии холодного газа, меньше работы, которую он произведет после подогрева при расширении до первоначального давления. Из разности этих работ, собственно говоря, и получается полезная работа, совершаемая двигателем внутреннего сгорания. [c.36]

Адиабатным называется процесс, протекающий без теплообмена между термодинамической системой и окружающей средой. К адиабатным процессам относятся, например, процессы истечения газа из сопла, процессы сжатия и расщирения в двигателе внутреннего сгорания и др. Скорости движения газа при этом настолько велики, что обмен тепловой энергией между газом и средой практически не успевает произойти. [c.136]

В устройствах, работающих по замкнутому циклу, в том числе и в двигателе Стирлинга, необходимо избегать потерь рабочего тела, поскольку такие потери снижают среднее давление цикла и, следовательно, выходную мощность. Имеется много путей для просачивания рабочего тела из внутренней полости двигателя например, водород под действием высоких давлений и температур будет диффундировать сквозь металлические перегородки, изготовленные из больщинства металлов и сплавов (особенно это относится к нержавеющей стали). Однако чаще всего основной причиной утечки является просачивание газа под давлением около поршней и их штоков. На первый взгляд такую утечку можно ликвидировать, установив обычные уплотнения, т. е. металлические кольца или кольца из шнура, поскольку, например, газовые компрессоры работают при давлениях, превышающих давление в двигателях Стирлинга. Однако рабочие температуры в двигателях Стирлинга выше, чем в компрессорах, и это усложняет решение проблемы уплотнений. В двигателях внутреннего сгорания рабочие температуры сопоставимы с температурами в двигателях Стирлинга, однако в двигателях Стирлинга уплотнения должны работать в атмосфе ре, не содержащей масла, поскольку при попадании масла из картера в рабочие полости происходит его пиролиз и образование углеродных отложений, засоряющих теплообменники и особенно высокопористые регенераторы. Кроме того, масло в картере может загрязняться просачивающимся рабочим телом. Усовершенствование уплотнений не должно производиться за счет увеличения трения, поскольку это может привести к недопустимому падению рабочих характеристик на валу двигателя. Из сказанного видно, что создание работоспособной конструкции уплотнения для двигателей Стирлинга с высоким внутренним давлением представляет достаточно серьезную проблему. Этот вопрос рассматривается в разд. 1.7. Необходимо уяснить, что использование газообразного рабочего тела, находящегося под высоким давлением, делает чрезвычайно вероятной утечку газа безотносительно к степени совершенства уплотняющих устройств. Следовательно, чтобы поддерживать выходную мощность двигателя на одном уровне в течение длительного периода эксплуатации, такая утечка должна компенсироваться. Практически это означает, что на двигателях Стирлинга с высоким давлением должен быть установлен компрессор, автоматически нагнетающий сжатый газ в двигатель при падении давления цикла ниже определенного уровня иными словами, должен быть обеспечен процесс подкачки . Компрессор может быть расположен как внутри двигателя, так и вне его. В двигателе с косой шайбой Форд — Филипс имеется внутренний поршневой компрессор, состоящий из небольших порш- [c.81]

Перспективы развития двигателей внутреннего сгорания и вопросы советской науки. Тенденция развития отечественного двигателестроения. Физико-химические проблемы двигателей с принудительным зажиганием. Физико-химические проблемы двигателей с воспламенением от сжатия (дизелей). Физико-химические проблемы газотурбинных двигателей. Проблемы общей теории горения применительно к двигателям Проблемы термодинамики и теплообмена применительно к двигателям. Проблемы рациональной организации рабочих процессов. Методика исследований процессов в двигателях внутреннего сгорания. [c.352]

Как известно из курса технической термодинамики, термический КПД цикла возрастает с увеличением степени сжатия Е, уменьшением степени предварительного расширения р—Уг/Ус и повышением степени увеличения давления Х=рг/рс Следовательно, для улучшения экономичности рабочего цикла в двигателях внутреннего сгорания желательно увеличивать степень сжатия и использовать процесс сгорания топлива с подводом теплоты при постоянном объеме. Однако при увеличении е и к в цилиндре двигателя резко возрастают максимальные давление и температура и повышаются потери на трение. Поэтому увеличение степени сжатия больше 12—14 нецелесообразно, так как дальнейшее повышение ее практически не влияет на экономичность. [c.29]

Рассмотрение отдельных процессов, характеризующих работу двигателя внутреннего сгорания, обычно начинают, предполагая идеальные условия работы всех его органов. Эти условия подразумевают отсутствие гидравлических сопротивлений впускного и выпускного клапанов, полное сгорание топлива при любом желаемом характере изменения давления рабочего тела в цилиндре в процессе сгорания и адиабатное протекание процессов сжатия и расширения. При таких идеальных (теоретических) условиях рабочий цикл двигателя будет характеризоваться теоретической индикаторной диаграммой (сплошная линия на рис. 80). [c.134]

Однако практически осуществить процесс в двигателе внутреннего сгорания по циклу Карно нельзя. Это объясняется тем, что двигатели внутреннего сгорания работают при большой разности температур начала и конца процесса. При такой разности температур (порядка 1000—1700° С) процесс в двигателях внутреннего сгорания будет протекать с очень большим увеличением давления и температуры (см. рис. 10-2). Максимальное давление при этом может достигать величины, равной 2—3 тыс. бар, а степень сжатия — порядка 400. Поэтому двигатели внутреннего сгорания работают не по циклу Карно, а по другим, менее экономичным, но практически осуществимым циклам. [c.223]

Наиболее существенной особенностью технической работы является то, что её величина, как видно из выражения (86), прямо пропорциональна начальной температуре газа (при одном и том же отношении значений полного давления техническая работа, приходящаяся на 1 кг газа, изменяется в зависимости от температуры газа перед машиной). Это свойство технической работы лежит в основе рабочего процесса любой тепловой газовой машины. Например, в двигателе внутреннего сгорания всегда рабочее тело вначале сжимается, затем подогревается и потом расширяется. В соответствии с изложенным работа, затраченная при сжатии холодного газа, меньше работы, которую он про изведёт после подогрева при расширении до первоначального давления. Из разности этих работ, собственно говоря, и получается полезная работа, совершаемая двигателем внутреннего сгорания. [c.33]

Соответственно двум основным процессам горения, применяемым в двигателях внутреннего сгорания, а именно при постоянном давлении и при постоянном объеме, имеем два цикла турбин внутреннего сгорания. Рассмотрим сначала первый, представленный на рис. 10-1 и 10-2 и состоящий из двух изобар и двух адиабат. Сжатие йа осуществляется в специальном воздушном компрессоре, сгорание аЬ — в камере горения, расширение Ьс — в турбине, а процесс охлаждения ей—на воздухе. [c.222]

Строго говоря, все эти предпосылки не соблюдаются в двигателях внутреннего сгорания, рабочие процессы которых, так же как и идеальные циклы, протекают внутри цилиндра с подвижным поршнем. Рабочими телами в них на разных этапах цикла являются воздух, смесь воздуха с парами топлива, газы — продукты сгорания топлива. Стало быть, состав и количество рабочего тела в цикле меняются, во время расширения или сжатия часть теплоты рассеивается во внешнюю среду. Процесс подвода теплоты фактически является горением топлива, а отвода — выбросом (рабочий процесс не является циклическим — он разомкнут) продуктов сгорания в атмосферу и т. п. [c.53]

В ряде случаев термодинамические процессы сопровождаются фазовыми или химическими превращениями, которые происходят в объеме рабочего тела (например, процессы сжатия или расширения в двигателях внутреннего сгорания). Тогда к рабочему телу подводится (или отводится) теплота и в том случае, когда теплообмен на границах тела с окружающей средой отсутствует. Одновременно может изменяться масса рабочего тела (газа), если отвод (подвод) теплоты сопровождается испарением (конденсацией) жидкой (паровой) фазы, распределенной в рабочем теле. Выделение (поглощение) теплоты в объеме рабочего тела принято характеризовать внутренними источниками (стоками) теплоты. При этом источники теплоты берутся со знаком плюс , а стоки - со знаком минус . [c.95]

В двигателях внутреннего сгорания определенное количество свежего заряда (воздух в дизелях, смесь топливо — воздух в карбюраторных двигателях) сжимается поршнем в цилиндре. В дизелях в конце процесса сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, и смесь топлива с воздухом самовоспламеняется в карбюраторных двигателях в конце процесса сжатия смесь топлива с воздухом принудительно воспламеняется от электрической [c.6]

Рабочим циклом называется совокупность характерных процессов, происходящих в двигателе в определенной последовательности во время его работы. Для четырехтактного двигателя внутреннего сгорания рабочий цикл состоит из четырех тактов (впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход, выпуск). [c.56]

Примерами адиабатных процессов могут служить процессы сжатия воздуха в цилиндре воздушного огнива, в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. В соответствии с первым законом термодинамики, при адиабатном сжатии изменение внутренней энергии газа Д1/ равно работе внешних сил А [c.100]

Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания работает по циклу, состоящему из четырех последовательно происходящих процессов адиабатного сжатия из состояния А в состояние В, изохорного перехода из состояния В в состояние С в результате нагревания воздуха при сжигании горючей смеси, адиабатного расширения из состояния С в состояние D и изохорного перехода из состояния D в исходное состояние А (см. рис. 117). Вычислите КПД двигателя для случая, если бы воздух был идеальным одноатомным газом при значениях температуры в состояниях А, В, С и D соответственно Т -= ==300 К, Тв -524 К, Тс = 786 К и Гд = 450 К. [c.123]

В конце процесса сжатия газа в цилиндре карбюраторного двигателя внутреннего сгорания давление было 9-10 Па, в конце процесса сгорания топлива стало равным 35-10 Па. Определите температуру газа в цилиндре в конце процесса сгорания топлива. Температура в конце процесса сжатия равна 400 °С. Поршень в процессе сгорания топлива можно считать неподвижным. [c.125]

Содержание работы. Исследование процессов, протекающих в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия (дизеля). Определение характеристик термодинамического и действительного циклов, а также эффективных показателей работы двигателя. [c.115]

Далее примем, что по линии -d-d происходит не сгорание топлива, связанное с химическим изменением состава газа (меняется газовая постоянная), а обратимым путем подводится извне теплота Qj, такая же, какая выделяется топливом при его сгорании. Также примем, что теплота, уносимая отработавшими газами в атмосферу, может быть заменена теплотой Q , обратимым путем отводимой от газов. При таких предпосылках можно принять, что двигатели внут- реннего сгорания работают по обратимым термодинамическим циклам. Процессы сжатия и расширения будем считать происходящими по обратимым адиабатам, а обратимость изохорных и изобарных процессов, заменяющих действительные процессы сгорания топлива и выхлопа продуктов сгорания, осуществляется с помощью любого числа точечных источников и приемников теплоты. Такого рода идеализация действительных процессов в двигателях является общепринятой, и в данном случае мы ей последуем. Более подробное изучение действительных процессов, происходящих в цилиндре двигателя, является делом специального курса двигателей внутреннего сгорания. [c.234]

С увеличением количества подведенной теплоты (ростом > ) среднее давление цикла повышается. У двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия процесс подвода теплоты к рабочему телу принимается изобарным (рис. 1.30, в). Из рис. 1.30, а, в видно, что в цикле с подводом теплоты при постоянном давлении рз = Р2, поэтому X = 1, и выражение (1.277) преобразуется к виду [c.59]

Процессы сжатия и расширения, протекающие в поршневых двигателях внутреннего сгорания и компрессорах, можно приближенно рассматривать как внутренне равновесные. Это основано на том, что существенные отступления рабочих тел от состояния внутреннего равнове- [c.16]

Каким же образом маховик выравнивает ход машины Проследим это на примере поршневого двигателя внутреннего сгорания. Начнем со вспышки рабочей смеси в цилиндре двигателя — с процесса, при котором вырабатывается энергия. Эта энергия должна произвести работу, требуемую от двигателя, а кроме того — подготовить следующую вспышку. А для этого нужно вытолкнуть из цилиндра продукты сгорания, набрать в цилиндр свежий заряд смеси и, что требует максимальной затраты энергии, сжать смесь. Если бы механизм двигателя был безынерционным, то, расширившись от вспышки, газ довел бы поршень до нижнего положения и на этом работа двигателя была бы закончена. Но благодаря высокой инертности маховика, насаживаемого на вал двигателя, последний не только не останавливается после вспышки, а продолжает равномерно вращаться. [c.58]

В цикле двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты i=1034 кДж/кг степень сжатия е=13 и степень повышения давления в процессе изохорного подвода теплоты Я= = 1,5. Определить термический к. п. д. и температуру в характерных точках цикла, если параметры начальной точки 0,09 МПа и 70°С. Рабочее тело — воздух. [c.82]

В Цикле двигателя внутреннего сгорания с изохорным подводом теплоты степень повышения давления в процессе сжатия равна 18. Определить степень сжатия, подводимую и отводимую теплоту, работу и к. п. д., если в процессе отвода теплоты температура понижается с 600°С до 100°С, Рабочее тело — воздух. [c.83]

Полученный нами результат позволяет рассматривать идеальный цикл двигателя внутреннего сгорания как состоящий из двух адиабат сжатия и расширения и двух кривых постоянного объема, по которым происходит сообщение и отнятие тепла. В дальнейшем мы будем давать основания для расчета авиационных двигателей, исходя главным образом из понятия об идеальном процессе. [c.162]

Адиабатным называется процесс, при котором между газом и внешней средой отсутствует теплообмен dq = 0). Такой процесс можно представить себе, если газ заключен в адиабатную оболочку — абсолютный изолятор. В технике такой изоляции нет, поэтому на практике адиабатный процесс можно осуш,ествить приближенно. К адиабатным процессам относятся, например, процессы истечения газа из сопла, процессы сжатия и расширения в двигателе внутреннего сгорания и др. Скорости движения газа при этом настолько велики, что обмен тепловой энергией между газом и средой практически не успевает произойти. [c.38]

Если степень сжатия Vfjv в двигателе внутреннего сгорания является очень большой, то топливо может воспламениться в результате роста температуры, происходящего благодаря сжатию. Для того чтобы не допустить преждевременного воспламенения, необходимо задержать подачу топлива до тех пор, пока ход поршня, производящий сжатие, не будет завершен. В этом случае, регулируя подачу топлива в цилиндр, можно управлять ростом давления, происходящим при сгорании, и не допускать такого роста, если в конце процесса сжатия давление уже достигло желаемого максимума. В подобном случае индикаторная диаграмма будет такой, как показано на рис. 16-6, а двигатель будет называться двигателем Дизеля. [c.149]

Для вращающегося В. (сх. а) момент Т и угловая скорость ю, а для поступательно движущегося Б. (сх., б) проекция силы F на направление движения и линейная скорость v направлены в. одну сторону. Обычно В. совпадает с входным звеном, - но в процессе движения одно и то Же входное звено может быть ведущим или ведомым, например, поршень в двигателе внутреннего сгорания при вса-, сывании и сжатии. смеси, а также при выпуске отработанных газов — ведомое звено, при сгорании смеси — ведущее звено. [c.33]

Указанные недостатки цикла Карно в значительной мере устраняются при замене в нем изотермных процессов изо-хорными или изобарными. Поэтому в двигателях внутреннего сгорания стремятся осуш ествлять изменения рабочего тела не по циклу Карно, а по циклам, состоящим из адиабатных процессов сжатия и расширения и процессов, изо-хорных и изобарных. [c.109]

Получение сжатых газов и их перемещение по трубопроводам к месту потребления осуществляется при помощи машин, которые называются компрессор а-м и. Сжатые газы широко используются в различных производственно-технологических процессах многих отраслей народного хозяйства. Сжатый воздух применяется в пневмоинструментах, в тормозных устройствах на транспорте, а также для пуска, продувки и распылива-ния жидкого топлива в двигателях внутреннего сгорания компрессоры являются важнейшими агрегатами газотурбинных установок и холодильных машин. [c.92]

Отличие компрессора от поршневых двигателей заключается главным образом в применении самодействующих клапанов для доступа газа во внутреннюю полость компрессора при наполнении и для выпуска сжатого газа из внутренней полости в нагнетательный трубопровод, в то время как в двигателях внутреннего сгорания и поршневых двигателях газораспределительные органы связаны кинематически с вращением вала мри-вошипного механизма. Это накладывает свой отпечаток на характер протекания процессов наполнения и выпуска в компрессорах и приводит к ряду дополнительных трудностей при расчете этих процессов. П01ЭТ0му способам преодоления этих трудностей, и посвящено главным образом дальнейшее изложение настоящей работы. [c.16]

В двигателях внутреннего сгорания применяются два метода наполнения цилиндра. При пер Бо.м методе один ход рабочего поршня используется для выталкивания отра ботавш х газов из цилиндра, а другой ход — для- всасывания свежей смеси, т. е. рабочий цилиндр в течение двух ходов используют как насос. Таким образом, к двум основным ходам поршня при осуществлении рабочего цикла — хода сжатия и хода расширения — добавляется два вспомогательных — ход выпуска (или выхлопа) и ход впуска (или всасывания), и весь ра бочий процесс осуществляется за 4 хода поршня (такта). Такие двигатели получили наименование четырехтактных. [c.439]

Если не касаться применения газовых турбин в двигателях внутреннего сгорания с наддувом и в котлах Велокс (см. 3-27), т. е. там, где они имеют вспомогательное значение, то наибольшее распространение стационарные газотурбинные установки получили в качестве энергетических агрегатов для промышленных процессов, главным образом, на нефтеперегонных заводах, где они используют горячие газы технологического процесса, обеспечивая его необходимым сжатым воздухом. [c.496]

Как известно, идеальным циклом силовой установки является цикл Карно (см. 10. ), составленный из обратимых термодинамических процессов —двух изотермических и двух адиабатных. Однако практически осуществить процесс в двигателе внутреннего сгорания по циклу Карно нельзя. Это объясняется тех , что двигатели внутреннего сгсра"-ния работают при большой разности температур начала и конца процесса. При такой разности температур (порядка 1000—1700° С) процесс в двигателях внутреннего сгорания протекает с очень большим увеличением давления и температуры (см. рис. 10.2). Максимальное давление при этом может достигать 200—300 МПа, а степень сжатия — порядка 400. Поэтому двигатели внутреннего сгорания работают не по циклу Карно, а по другим, менее экономичным, но практически осуществимым циклам. [c.207]

Рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания начинается с движения поршня 5 от в. м. т. вниз при открытом впускном клапане 2 (такт всасывания / на рис. 7.1, б). При этом в цилиндр поступает смесь бензина с воздухом, которая образуется в специальном устройстве, называемом карбюратором (двигатели с внешним смесеобразованием) при использовании так называемого тяжелого топлива (например, нефти, солярного масла) в такте всасывания подается чистый воздух (двигатели с внутренним смесеобразованием). В н. м. т. впускной клапан 2 закрывается в поршень, перемещаясь в обратном направлении, соверщает такт сжатия II. [c.110]

Если при переносе ряда точек с действительной индикаторной диаграммы в логарифмическую систему координат в результате получится прямая, то данная кривая может быть выражена уравнением = onst при —tga, где а —острый угол, образованный прямой процесса с осью абсцисс. На рис. 6.9 показана в логарифмической системе координат кривая сжатия 1-Г-2, полученная при испытании двигателя внутреннего сгорания, Участки 1-1 и Г-2 кривой с достаточной степенью приближения могут быть заменены отрезками [c.84]

В карбюраторных двигателях внутреннего сгорания детонация горючей омеси в процессе ее сжатия резко ухудшает работу и может вызвать износ и поломки. Для ее предотвращения выбирают топлива с достаточно высокой температурой воспламенения или добавляют в топливо антидетонаторы — вещества, пары которых взаимодействуют с активными радикалами, уменьшая скорость реакции. Наиболее распространенный антидетонатор — тетраэтилсвинца РЬ(С2Н5)4—силь- [c.148]

Рассмотренная схема ВХМ не единственная, полученные значения технико-экономических показателей являются ориентировочными. По энерге-тическпм показателям более экономичной является ВХМ с дополнительной камерой его-рания топлива и впрыском воды в проточную часть компрессора (рис. 6-26,6). Впрыск воды приближает процесс сжатия к изотермическому и уменьшает работу сжатия, а подача топлива в камеру сгорания позволяет осуществлять прямое преобразование тепловой энергии в механическую, что повышает коэффициент полезного действия установки и исключает необходимость в электроприводе, мультипликаторе и газо-газовом теплообменнике. Вместо камеры сгорания может быть использован двигатель внутреннего сгорания или иной источник теплоты. Это делает возможной утилизацию теплоты выхлопных газов и соответственно повышает эффективность холодильной установки. Кроме того, для горения можно использовать выходящий из контактного аппарата влажный воздух, тогда исключается увлажнение и загрязнение воздуха продуктами сгорания топлива перед контактным аппаратом. [c.169]

Однако мы считаем, что использованы еще не все резервы повышения износостойкости деталей в части применения новых финишных обработок. Например, окончательную обработку зеркала цилиндра двигателей внутреннего сгорания производят хонингова-нием, перед которым цилиндры шлифуют, развертывают или растачивают. Хонингование проводят в несколько этапов. Этот процесс может обеспечить требуемую шероховатость поверхности зеркала цилиндра и определенную направленность выступов неровностей (выступы направлены под определенным углом к оси зеркала цилиндра), которые создают наилучшие условия удержания смазочного материала на рабочей поверхности. Однако при этом обрабатываемая поверхность в большей или меньшей степени насыщается абразивом хонов несмотря на последующую продувку цилиндра сжатым воздухом, абразивные частицы остаются на рабочей поверхности и в труднодоступных местах (в стыках неподвижных посадок и т. п.). Эти частицы в процессе работы вымываются маслом и вызывают повышенный износ деталей. Это же относится к обработке шеек коленчатых валов. [c.36]

В цилиндре двигателя внутреннего сгорания в конце процесса сжатия абсолютное давление 4 МПа и температура 550"С. Определить параметры в конце подвода теплоты в количестве q= = 150 кДж/кг, если 50% теплоты подводится при D= onst и 50% при p= onst. Считать, что рабочее тело (газ) обладает свойствами воздуха. Зависимость теплоемкости от температуры не учитывать. [c.60]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...