Двигатель тринклера: Цикл Тринклера — Технарь — RallySale.ru Продажа спортивных автомобилей, гоночной техники и экипировки для автоспорта. Работа. Аренда и тюнинг машин

Содержание

Идеальные циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Понятие о цикле двигателя внутреннего сгорания

Последовательность термодинамических процессов в любом современном поршневом двигателе внутреннего сгорания в той или иной степени приближена к одному из трех характерных циклов, называемых идеальными циклами Отто, Дизеля и Сабатэ – Тринклера (Сабатье – Тринклера).
При этом принципиальное различие этих циклов проявляется лишь в характере процесса сгорания топлива (подвода теплоты), который в идеальном цикле Отто протекает в условиях постоянного объема камеры сгорания, в цикле Дизеля – при постоянном давлении в цилиндре, а в цикле Сабатэ – последовательно по изохорному, а затем по изобарному процессам.

Исходя из приведенных характеристик, циклы Отто, Дизеля и Сабатэ – Тринклера иногда называют, соответственно, циклами быстрого, постоянного и смешанного сгорания, которые положены в основу работы карбюраторного, компрессорного и бескомпрессорного двигателей.

Приведенные ниже идеальные циклы тепловых двигателей внутреннего сгорания описывают последовательность термодинамических процессов, протекающие по двухтактному сценарию, т. е. поршень в цилиндре совершает за один цикл два хода — вверх и вниз. Реальные тепловые двигатели могут работать и по двухтактному, и по более эффективному четырехтактному циклу.

***

Цикл Отто

Идеальный цикл теплового двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением горючей смеси, который обычно называют циклом Отто, на самом деле был описан и предложен еще в 1862 году французским инженером Альфонсом Бо Де Роша (1815-1891), т. е. задолго до создания Николаусом Августом Отто своего знаменитого двигателя, первый образец которого был изготовлен спустя полтора десятилетия — в 1878 году. Поэтому заслуга Отто заключается лишь в осуществлении указанного цикла на практике.

В своем двигателе Отто первым применил сжатие рабочей смеси для поднятия максимальной температуры цикла, которое осуществлялось по адиабате (т.

е. без теплообмена с внешней средой). Последовательность термодинамических процессов в цикле Отто можно проследить по приведенной ниже диаграмме (рис. 1).
После сжатия газо-топливной смеси она воспламенялась от внешнего источника (свечи), после чего начинался процесс подвода теплоты, который протекал практически по изохоре (т. е. при постоянном объеме цилиндра двигателя). Этот процесс на диаграмме представлен в виде вертикального участка, начинающегося с момента воспламенения горючей смеси в цилиндре.
Изохорный характер процесса подвода теплоты объясняется тем, что воспламенившаяся газо-топливная смесь сгорает очень быстро, при этом процесс сопровождается резким повышением (скачком) давления и температуры в цилиндре.

Далее следовало адиабатическое расширение, в процессе которого двигателем осуществлялась полезная работа (рабочий ход поршня). В конце процесса расширения следовал изохорный отвод теплоты (открывание клапанов и продувание цилиндра). На этом цикл завершался, после чего следовало повторение указанной последовательности процессов, составляющих череду аналогичных циклов.

Как указывалось выше, А. Отто первым применил сжатие рабочей смеси перед воспламенением, благодаря чему КПД его двигателя значительно превышал КПД двигателя Э. Ленуара, в котором сжатие не предусматривалось. Современные двигатели, работающие по схеме цикла Отто, имеют степень сжатия (в зависимости от конструктивных особенностей) от 8 до 12,5. По такому циклу работают двигатели с принудительным воспламенением горючей смеси, использующие в качестве топлива бензин или газ.
Более высокая степень сжатия в таких двигателях приводит к детонационному самовоспламенению смеси, т. е. теряется контроль над процессом воспламенения и сгорания топлива, а сам двигатель, по существу, начинает «превращаться» в беспорядочно работающий дизель со всеми вытекающими от детонации последствиями.

Из-за относительно невысокой степени сжатия горючей смеси в цилиндрах, термический КПД таких двигателей ниже, чем в дизельных двигателях, и достигает 30-35 %.

Двигатели, работающие по циклу Отто, в настоящее время широко применяются в автомобилях, лодочных моторах, маломощных летательных аппаратах и т. п.

***

Цикл Дизеля

Другой характерный идеальный цикл для ДВС называют циклом Дизеля, по имени изобретателя дизельного двигателя. Этот цикл характеризуется подводом теплоты (сгоранием топлива) по изобаре, т. е. при постоянном давлении в цилиндре двигателя.

Как и в случае с циклом Отто, называть цикл, в котором сгорание топлива осуществляется по изобаре, циклом Дизеля будет не совсем справедливо.
Изначально Р. Дизель предлагал осуществлять сжигание топлива по изотерме (как в идеальном цикле Карно) и запатентовал именно такой способ подвода тепла к рабочему телу.
Однако, уже первые практические испытания показали, что цикл, предложенный Р. Дизелем, не имеет никакого практического и теоретического значения. Всякое приближение процессов горения к изотерме в цикле Дизеля приводило к увеличению расхода топлива.
И лишь некоторое время спустя анализ диаграммы рабочего цикла дизельного двигателя, построенного в России на заводе «Л. Нобеля» показал, что линия сгорания топлива в нем протекает по изобаре. При этом достигался наиболее высокий КПД.
Тем не менее, название цикл Дизеля установилось и теперь навсегда связано с именем знаменитого изобретателя конструкции тепловых двигателей уникального типа.

Цикл Дизеля протекает по следующему сценарию (см. диаграмму на рис. 1).
Сжатие осуществляется по адиабате, как и в цикле Отто, с той лишь разницей, что степень сжатия и давление в конце такта значительно выше. Это прослеживается на приведенной диаграмме.
В конце такта сжатия происходит впрыск топлива и начинается его горение (подвод теплоты), которое осуществляется по изобаре, т. е. при постоянном давлении.
Именно в этом заключается принципиальное отличие цикла Дизеля от цикла Отто, где теплота подводится изохорно (при постоянном объеме), поскольку топливо сгорает очень быстро, а его воспламенение (от искры) начинается чуть раньше, чем поршень достигал верхнего положения.

Изобарное сжигание топлива в дизельном двигателе связано с относительно медленным (лавинообразным) воспламенением – сначала сгорают легкие фракции, затем более тяжелые. В результате процесс горения растягивается во времени и поршень успевает «убежать» от верхней мертвой точки, при этом давление в цилиндре остается неизменным.
Далее, как и в цикле Отто, следовало адиабатическое расширение, а затем изохорный отвод теплоты (выпуск газов и продувка цилиндра после открывания клапанов).

Принципиальное и конструктивное отличие заключалось в том, что Дизель предложил сжимать в цилиндре не топливовоздушную смесь, как в двигателях Отто, а воздух. В конце такта сжатия температура воздуха поднималась настолько, что впрыскиваемое в цилиндр топливо возгоралось самостоятельно, т. е. происходило самовоспламенение топлива.
Для осуществления самовозгорания приходилось значительно увеличить степень сжатия, которая в дизельных двигателях в 2-3

раза выше, чем в карбюраторных двигателях.

Дизель, проектируя свой двигатель, предполагал применить стократную степень сжатия, но, как показали первые же испытания, тепловая и механическая напряженность деталей двигателя при таких нагрузках превышала допустимые значения. Опытные образцы не выдерживали нагрузки и разрушались даже при значительном утяжелении конструкции с целью повышения прочности.
Тем не менее, современные разработки по усовершенствованию дизельных двигателей направлены, в том числе, на значительное увеличение степени сжатия, поскольку это напрямую связано с повышением КПД и экономичности двигателя.

По легенде считается, что Р. Дизель изобрел свой знаменитый двигатель, накачивая ручным насосом колесо велосипеда. После нескольких энергичных манипуляций насосом, он заметил, что его корпус-цилиндр сильно нагрелся, и даже обжигал руку. Это и натолкнуло изобретателя на идею, которая принесла ему мировую славу и бессмертие в памяти благодарного человечества.

Особенностью системы питания Дизеля, в его первозданном виде, было компрессорное пневматическое распыливание топлива, на смену которому со временем пришло механическое распыливание посредством топливных насосов высокого давления (ТНВД) и форсунок, предложенных в 1898 году французом Сабатэ.

Отказ от пневматического (компрессорного) впрыска был связан с тем, что на привод компрессора приходилось 10-15% полезной работы двигателя, в связи с чем расход топлива у таких дизелей был не совсем приемлемым, т.е. эффективные показатели были ниже, чем у цикла Сабатэ – Тринклера. Кроме того, гидравлический впрыск топлива позволял увеличить динамические показатели работы дизельного двигателя.
Однако индикаторные и экологические показатели компрессорного («чистого») дизельного двигателя были выше, чем у двигателей, работающих по циклу Сабатэ – Тринклера (о них речь пойдет ниже). Связанно это было с более качественным смесеобразованием – в цилиндр подавалась топливовоздушная смесь, а не топливо в жидкой фазе как у современных дизелей.

Повсеместный переход от пневматического на механическое (бескомпрессорное) распыливание топлива и соответственно с цикла Дизеля на цикл Сабатэ — Тринклера начался в 30-х годах прошлого столетия.
В настоящее время двигатели, работающие по «чистому» циклу Дизеля не производятся, за исключением экспериментальных и опытных образцов.

***

Цикл Сабатэ – Тринклера

Цикл, включающий два последовательных термодинамических процесса сгорания топлива – сначала по изохоре, а затем по изобаре, называют циклом Сабатэ – Тринклера. Пожалуй, это название цикла тоже можно оспорить, поскольку французский инженер Сабатэ (Сабатье) запатентовал в

1898 году не цикл, а механическое устройство (форсунку с распылителем), которое должно было подавать жидкое топливо непосредственно в цилиндры в два этапа. По замыслу Сабатэ это должно привести к более полному и быстрому сгоранию топлива.

В начале прошлого века российский инженер Густав Тринклер изобрел принципиально новый двигатель, опытный образец которого был изготовлен в 1902 году на Путиловском заводе. Снятая с работающего двигателя индикаторная диаграмма показала, что сгорание топлива в нем происходило по смешанному циклу – сначала по изохоре (при постоянном объеме), а затем по изобаре (при постоянном давлении).
Таким образом, первым в мире двигателем с самовоспламенением, работающим по циклу смешанного сгорания, был двигатель конструкции Г. Тринклера, изготовленный в России.

Термодинамические процессы в цикле Сабатэ – Тринклера осуществляется в следующей последовательности (см. диаграмму на рис. 1).
Сжатие воздуха, как и в цикле Дизеля, осуществлялось по адиабате. Теплота подводится смешанно: изохорно (вертикальный участок на p-V диаграмме), а затем изобарно (горизонтальный участок на диаграмме).
Далее следовало адиабатическое расширение, после чего изохорный отвод теплоты (вертикальный отрезок в конце такта расширения на диаграмме).

Смешанный цикл в двигателе Тринклера имел место благодаря применению гидравлического впрыска топлива посредством форсунок, а также предварительному воспламенению топлива не в цилиндре, а в отдельной небольшой камере, соединенной каналом с объемом цилиндра. Именно в эту камеру бескомпрессорным (гидромеханическим) способом впрыскивалось топливо, где и начинался процесс его горения.
Применение отдельной камеры позволяло поддерживать в ней более высокую температуру, чем в цилиндре, поскольку ее стенки не успевали остыть при отводе теплоты из цилиндра. Благодаря этому процесс горения топлива в камере протекал очень быстро (практически, по изохоре, как в цикле Отто), а затем горение распространялось в цилиндр и здесь уже протекало по изобарному сценарию, как в цикле Дизеля.
Двигатели Тринклера чаще называют бескомпрессорными или форкамерными дизелями или просто дизелями.

Как упоминалось выше, все выпускающиеся в настоящее время дизельные двигатели на самом деле работают по циклу Сабатэ — Тринклера, т. е. циклу со смешанным подводом теплоты и с механическим распыливанием топлива.

Степень сжатия у безнаддувных двигателей достигает значения 18-22; у наддувных высокофорсированных двигателей — 13-15.
Замечено, что с увеличением рабочего объема цилиндров дизельного двигателя и с уменьшением его оборотистости возрастает экономичность, т. е. КПД.

Область применения этих двигателей очень широкая. Их устанавливают в генераторных, насосных, энергетических установках и на электростанциях, в легковых и грузовых автомобилях, тракторах, сельскохозяйственной и дорожной технике, на тепловозах, судах, самолетах и т. д.

***

Сравнение эффективности идеальных циклов

Попробуем сравнить эффективность рассмотренных выше идеальных циклов с помощью диаграммы T-s (рис. 2), описывающей зависимость между энтропией и температурой рабочего тела. Анализ будет наиболее наглядным при одинаковых степенях сжатия в рассматриваемых двигателях (представим, что такое возможно).

Из приведенной диаграммы (рис. 2б) видно, что процессы сжатия 1-2 у всех трех типов двигателей (карбюраторного, дизельного и бескомпрессорного) совпадают, а если отводить одинаковое количество теплоты, то будут совпадать и процессы 4-1.

Следует отметить, что на диаграмме T–s изохора всегда проходит круче изобары, следовательно, в карбюраторном двигателе при одинаковом количестве подведенной теплоты будет совершаться больше работы на величину заштрихованной площади. Исходя из этого, можно сделать вывод: изохорное сжигание топлива эффективнее изобарного.

Однако в действительности названные двигатели работают при разных степенях сжатия, и практический интерес представляет сравнение их эффективности при одинаковых максимальных температурах сгорания, поскольку именно они определяют в основном температурную напряженность машины и ее КПД.

Следующая диаграмма T-s (рис. 2в) показывает циклы Отто, Дизеля и Сабатэ-Тринклера при одной и той же максимальной температуре. В этом случае на диаграмме T–s должны совпадать точки 3, что соответствует одинаковой максимальной температуре в цикле и одинаковому количеству отводимой за цикл теплоты.

Здесь отрезки 1–2, 1–2′ и 1–2″ изображают адиабатное сжатие в циклах Отто, Дизеля и Сабатэ-Тринклера соответственно, 2–3 – изохорный подвод теплоты в цикле Отто, 2’–3 – изобарный в цикле Дизеля, 2″–3′ и 3’–3 – изохорный и изобарный в цикле Сабатэ-Тринклера. Остальные процессы – адиабатное расширение (рабочий ход) 3–4 и изохорный отвод теплоты 4–1 – при рассматриваемых условиях одинаковы для всех трех циклов.

Как видно из этой диаграммы, максимальная теплота q₀ (площадь, заключенная внутри контура цикла), преобразуемая в полезную работу и, следовательно, максимальный термодинамический КПД имеет место в случае цикла Дизеля, минимальный – в случае цикла Отто. Цикл Сабатэ-Тринклера по эффективности преобразования теплоты в полезную работу занимает промежуточное положение.

Конечно, наиболее ценные результаты дает сопоставление циклов при одинаковых максимальных температурах и одинаковых расходах топлива (одинаковых количествах подводимой за цикл теплоты). Но сделать это с помощью диаграммы T–s практически невозможно, поскольку пришлось бы так подбирать количество отводимой теплоты, чтобы площади каждого из сравниваемых циклов были одинаковы.
Такой анализ может быть проведен с помощью моделирования на компьютере.

***

Термодинамика поршневого двигателя

Скачать теоретические вопросы к экзаменационным билетам
по учебной дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники»
(в формате Word, размер файла 68 кБ)

Скачать рабочую программу
по учебной дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники» (в формате Word):

для специальности СПО «Механизация сельского хозяйства»
для специальности СПО «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

Скачать календарно-тематический план
по учебной дисциплине «Основы гидравлики и теплотехники» (в формате Word):

для специальности СПО «Механизация сельского хозяйства»
для специальности СПО «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

Главная страница

Страничка абитуриента

Дистанционное образование

Группа ТО-81
Группа М-81
Группа ТО-71

Специальности

Ветеринария
Механизация сельского хозяйства
Коммерция
Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

Инженерная графика
МДК. 01.01. «Устройство автомобилей»
Карта раздела
Общее устройство автомобиля
Автомобильный двигатель
Трансмиссия автомобиля
Рулевое управление
Тормозная система
Подвеска
Колеса
Кузов
Электрооборудование автомобиля
Основы теории автомобиля
Основы технической диагностики
Основы гидравлики и теплотехники
Метрология и стандартизация
Сельскохозяйственные машины
Основы агрономии
Перевозка опасных грузов
Материаловедение
Менеджмент
Техническая механика
Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

«Инженерная графика»
«Техническая механика»
«Двигатель и его системы»
«Шасси автомобиля»
«Электрооборудование автомобиля»

Цикл Тринклера — презентация онлайн

Похожие презентации:

Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов

Газовая хроматография

Геофизические исследования скважин

Искусственные алмазы

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Воздушные и кабельные линии электропередач

Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса

Магнитные аномалии

Нанотехнологии

Цикл тринклера
Цикл Тринклера
Своего рода «гибридом» циклов Отто и Дизеля является цикл со смешанным
сгоранием, или цикл Тринклера. Двигатели, работающие по этому типу , имеют так
называемую форкамеру, соединенную с рабочим цилиндром узким каналом.
Техническое совершенствование дизельного двигателя, направленное на ускорение
процесса горения топлива и исключение компрессора, привело к созданию
бескомпрессорного дизеля, в котором топливо в цилиндр подается насосом через
форсунки. Механическая подача топлива увеличивает скорость образования смеси и
сокращает время сгорания. Теоретический цикл такого двигателя получил
название цикла Тринклера.
4
2
1
5
3
1. поршень; 2. впускной клапан;
3. выпускной клапан; 4. форсунка;
5. форкамера
рис.1
рис.2
На рис.1 показан цикл такого двигателя в р, υ –диаграмме и T-s- диаграмме на рис.2. В
рабочем цилиндре воздух адиабатически cжимается за счет инерции маховика, сидящего
на валу двигателя, нагреваясь при этом до температуры, обеспечивающей воспламенение
жидкого топлива, подаваемого в формкамеру (процесс 1-2). Форма и расположение
последней способствуют наилучшему смешению топлива с — воздухом в результате чего
происходит быстрое сгорание части топлива в небольшом объеме форкамеры (процесс 25).
Благодаря возрастанию давления в форкамере образовавшаяся в ней смесь несгоревшего
топлива, воздуха и продуктов сгорания проталкивается в рабочий цилиндр, где происходит
догорание оставшегося топлива, сопровождающееся перемещением поршня слева направо
при приблизительно .постоянном давлении (процесс 5-3). По окончании сгорания топлива
дальнейшее расширение продуктов сгорания (рабочий ход) происходит адиабатически
(процесс 3-4), после чего отработавшие газы удаляются из цилиндра (процесс 4-1). Таким
образом, в цикле со смешанным сгоранием подвод теплоты q1 осуществляется вначале по
изохоре (q1’), а затем по изобаре (q2”).
Процессы и точки на диаграмме:
т.(1) – открытие впускного клапана
1-2 – заполнение объёма цилиндра воздухом
т.(2) – закрытие впускного клапана
2-3 – сжатие воздуха
3-4 – Воспламенение топливной смеси в форкамере при (v=const)
4-5 – Догорание несгоревшего топлива в цилиндре при (p=const)
5-6 – Расширение продуктов горения
6-2 – Выравнивание давления в цилиндре
т. (2) –открытие выпускного клапана
2-1 – Выпуск отработанных газов
т.(1) – Закрытие выпускного клапана
q1 = Cv (T3 T2 ) + C р (T4 T3 ), Дж / кг
l расш. =
1
(p4v4 p5v5 ), Дж / кг
κ 1
q2 = Cv (T4 T1 ), Дж / кг
lсж =
1
(p2v2 p1v1 ), Дж / кг
κ 1
l ц= q1− q2 , Дж /кг
степень сжатия
ε= v1 /v2
степень повышения давления
λ= p3 / p2
степень предварительного расширения
ηt =
lц
q1
ρ=
v4
v3
λ ρk 1
ηt = 1 k 1
ε λ 1 + k λ ρ 1
Сравнение циклов поршневых ДВС
при одинаковых значениях
степени сжатия
ηДизель
<ηТринклер
<ηОтто
t
t
t
Сравним циклы Отто и Дизеля при
одинаковой степени сжатия и одинаковом
количестве подведенной теплоты.
Получаем, что количество отведенной
теплоты в цикле Отто (площадь а— 1—
40—Ь)
меньше,
чем
количество
отведенной теплоты в цикле Дизеля
(площадь а—1—4ц—с). При равенстве
подведенной теплоты термический КПД
больше у цикла с меньшим количеством
отведенной теплоты, т. е. при одинаковой
степени сжатия и одинаковом количестве
подведенной теплоты цикл Отто имеет
термический КПД больше, чем цикл
Дизеля.
Цикл Тринклера имеет промежуточное
значение термического КПД, т.е. цикл Отто
более совершенный для преобразования
теплоты в работу. Однако реальные
двигатели Отто имеют меньший КПД, чем
дизельные
двигатели,
поскольку
в
последних реализуется более высокая
степень сжатия.
Большое влияние на прочность и долговечность реального двигателя
оказывают максимальные температура и давление рабочего тела.
Сравним циклы ДВС при условии, что максимальные температуры и
давления одинаковы и одинаковы начальные состояния.
при одинаковых наивысших
температурах цикла
ηДизель
>ηТринклер
>ηОтто
t
t
t
Из графика следует, что в изобарном
процессе 2Д —3 теплоты qД подводится
больше (площадь а—2ц—3—Ь), чем в
изохорном qо (площадь а—20—3—
Ь).
При
одинаковом
количестве
отведенной теплоты q2 (площадь a—l—
4—b)
Термический КПД будет выше у цикла с
изобарным подводом теплоты (цикла
Дизеля), чем у цикла с изохорным
подводом (цикла Отто). КПД цикла
Тринклера
имеет
промежуточное
значение.
Предкамерный (форкамерный) двигатель может быть как дизельным, так и
бензиновым.
У этого двигателя, кроме основной камеры сгорания в, в головке цилиндров
имеется значительно меньшая по объему форкамера . Бензино-воздушная смесь
для каждой из камер приготовляется отдельными секциями карбюратора. В
форкамеру через дополнительный клапан поступает обогащенная смесь, а в
основную камеру сгорания через впускной клапан
— обедненная смесь.
Воспламенение смеси в форкамере происходит от свечи зажигания, а в основной
камере сгорания — от факела продуктов сгорания, выбрасываемых через каналы
6 из форкамеры . Факел завихряет обедненную смесь, благодаря чему ускоряется
ее воспламенение и она сгорает быстрее. Двигатели с форкамернофакельнымзажиганием по сравнению с обычными карбюраторными двигателями
расходуют до 10% меньше топлива и у них меньше содержание окиси углерода в
отработавших газах.
Версия форкамеры Turbulent Jet Ignition, представленная на Всемирном конгрессе
SAE в Детройте в апреле 2011 года, отличается от предшественников
миниатюрными размерами и удобным расположением. Ее объем составляет
менее 2% от объема камеры сгорания, и находится она на позиции штатной свечи,
в центре купола цилиндра. В модуль системы входит инжектор прямого впрыска,
подающий в форкамеру микродозы бензина под давлением 4 атм.
Система Turbulent Jet Ignition практически всеядна и может работать даже
в биотопливных силовых агрегатах. При этом геометрия камеры сгорания и днища
поршня перестает играть определяющую роль в достижении максимальной
эффективности сгорания, а деградация электродов свечи практически отсутствует
из-за минимального напряжения пробоя в запальной смеси.
Выполним тепловой расчёт ДВС ЗМЗ 4022.10
Номинальная мощность

English Русский Правила

11 важных факторов, связанных с ним —

Содержание : Двойной цикл

Что такое двойной цикл?

Двойной цикл сгорания | Смешанный цикл | Цикл Сабате

Двойной цикл назван в честь русско-немецкого инженера Густава Триклера. Он также известен как смешанный цикл, цикл Тринклера, цикл Зейлигера или цикл Сабате.

Двойной цикл представляет собой комбинацию цикла Отто с постоянным объемом и дизельного цикла с постоянным давлением. В этом цикле подвод тепла происходит в два этапа. Частичный подвод тепла происходит при постоянном объеме, как в цикле Отто, а оставшийся частичный подвод тепла происходит при постоянном давлении, как в дизельном цикле. Значение такого способа подвода тепла в том, что он дает больше времени топливу для полного сгорания.

Диаграмма P-V двойного цикла | Диаграмма T-S двойного цикла

Двойной цикл состоит из следующих операций:

Процесс 1-2 следует обратимому адиабатическому или изоэнтропическому сжатию
В процессе 2-3 происходит сложение парциального тепла постоянного объема
4
6 В процессе 3-4 при постоянном давлении происходит парциальное тепловое сложение
Процесс 4-5 следует за обратимым адиабатическим или изоэнтропическим расширением. 9\gamma -1}{(r_p-1)+r_p\gamma (r_c-1)}][/latex]
Где, r _p = Коэффициент давления = P ₃ /P ₂
r _k = compression ratio = V ₁ /V ₂
r _c = cutoff ratio = V ₄ /V ₃
r _e = expansion ratio = V ₅ / V ₄
Когда rc = 1, цикл становится циклом Отто
rp = 1, цикл становится дизельным циклом.
Двойной цикл P-V и T-S диаграмма P-V диаграмма
Изображение предоставлено: Shoji Yamauchi, P-V Chart of Sabathe Cycle, CC BY-SA 4.0T-S диаграмма
Изображение предоставлено: Shoji Yamauchi, T-S Chart of Sabathe Cycle, CC BY-SA 4.0
Стандартный воздушный цикл | Расчет эффективности двойного цикла
Двойной цикл состоит из следующих операций:
Процесс 1-2 следует обратимому адиабатическому или изэнтропическому сжатию
В процессе 2-3 происходит добавление парциального тепла при постоянном объеме
В процессе 3-4 происходит добавление частичного тепла при постоянном давлении
Процесс 4-5 следует за обратимым адиабатическим или изоэнтропическим расширением. \gamma -1}{(r_p-1)+r_p\gamma (r_c-1)}][/latex]
Где, r _P = соотношение давления = P ₃ /P ₂
R _K = соотношение сжатия = V ₁ /V ₂
R _{C _{CRATIO DATIOFIO _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{C _{CRATIO CUSIO. V ₄ /V ₃}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
R _E = Коэффициент расширения = V ₅ /V ₄
, когда R _C = 1, цикл становится циклом Otto
66688. 1, цикл становится дизельным циклом.
9\gamma-1) ] )}{(\gamma-1)(r_k-1) }[/latex]
Где, r _p = Коэффициент давления = P ₃ /P ₂
r _K = коэффициент сжатия = V ₁ /V ₂
R _C = соотношение отсечки = V ₄ /V ₃
R _E = Axpransion Ratio = V ₅
V _E = Axpransion Ratio = V _{5
r _E = oxpransion = V _{5 _{5
r _E = vercio = v. _{5 _{. ₄
Двухтактный двигатель Otto Diesel Диаграмма Изображение предоставлено Wikipedia Commons
Сравнение Отто, дизельного двигателя и двойного цикла Случай 1: Для одинаковой степени сжатия и аналогичного теплового давления это соотношение будет
[Q _в ] _otto = [Q _в ] _{Дизель.}
[Q _R] _отто < [Q _R] _{Дизель.}
[латекс]\\\eta=1-\frac{Q_R}{Q_{in}}\\\\ \eta_D<\eta_O[/latex]
В этом случае одинаковая степень сжатия и одинаковая подводимая теплота будет
[латекс]\eta_D<\eta_{двойной
Случай 2: В этом случае с той же степенью сжатия и одинаковым теплоотведением это соотношение будет
[Q _в ] _от > [Q _в ] _{Дизель.}
[Q _R] _отто = [Q _R] _{Дизель.}
[латекс]\\\eta=1-\frac{Q_R}{Q_{in}}\\\\ \eta_D<\eta_O[/latex]
В этом случае одинаковая степень сжатия и одинаковая теплота -отказ.
[латекс]\eta_D<\eta_{dual}<\eta_O[/latex]
Вариант 3: В этом случае одинаковая максимальная температура и одинаковая теплоотдача.
[Q _R] _OTTO = [Q _R] _Diesel
[Q _в] _Diesel> [Q _в] _{otte Diesel}> [Q _{. eta=1-\frac{Q_R}{Q_{in}}\\\\ \eta_D>\eta_O[/latex]}
Для той же максимальной температуры и того же теплоотвода
[латекс]\eta_D>\eta_{dual }>\eta_O[/латекс]
Цикл двухтопливного двигателя | Смешанный двухтактный двигатель
Двухтактный двигатель Двухтопливный двигатель работает в основном по дизельному циклу. Газообразное топливо [природный газ] подается во впускную систему двигателя через нагнетатель при более высоком атмосферном давлении.
Во время такта всасывания в цилиндр всасывается более бедная смесь воздуха и топлива [смесь воздуха и природного газа] в соответствии с циклом Отто, который используется в двигателе с искровым зажиганием. Небольшой заряд пилотного топлива впрыскивается вблизи верхней мертвой точки и, как и в двигателе с воспламенением, воспламеняется в конце такта сжатия, вызывая сгорание вторичного газа. Сгорание происходит плавно и быстро.
В двухтопливном двигателе запальное и вторичное топливо сгорают одновременно в двигателе с воспламенением от сжатия. После сжатия вторичного топлива на такте всасывания дежурное топливо используется как источник воспламенения.
Эксплуатационные расходы этого двигателя ниже, чем у обычного дизельного двигателя без ущерба для мощности, высокого крутящего момента и переходной характеристики.
Двойной цикл Двойной цикл широко используется для небольших силовых двигателей и портативной тяжелой техники, такой как бурильные машины таких компаний, как Cummins и т. д. Основная причина использования двойного цикла в мобильном оборудовании заключается в том, что он обеспечивает высокую отношение мощности к массе по сравнению с циклом Отто и дизельным циклом.
Находят широкое применение в самолетах и кораблях. Двухтактный двигатель также называют судовым двигателем.
Преимущество двойного цикла Более высокий выход тепла – метан имеет самую высокую тепловую мощность на единицу массы топлива: 50 500 кДж/кг сожженного метана по сравнению с 44 390 кДж тепла/кг сожженного бензина или 43,3 кДж тепла/кг сожженного дизельного топлива. Многие двигатели двойного сгорания используют природный газ, основным компонентом которого является метан, в качестве пускового топлива из-за его более высокой теплоотдачи.
Для двухтопливного двигателя внутреннего сгорания необходимо приобретать два вида топлива вместо одного. Это может помочь, когда на корабле мало обоих видов топлива, а в месте заправки не хватает одного из двух видов топлива, которые потребляет двигатель. объем, но обеспечивает лучшую эффективность сгорания. Дизельное топливо легче хранить (это жидкое масло), но оно не сгорает так быстро при той же температуре и давлении, что и другие виды топлива. В двигателе двойного сгорания можно запустить дизельный двигатель, а затем переключиться на природный газ, когда камера сгорания станет достаточно горячей.
Проблемы и решения двойного цикла Степень сжатия двигателя CI равна 10. Теплота, выделяемая при постоянном объеме, составляет 2/3 от общего количества теплоты, а оставшаяся часть выделяется при постоянном давлении. Начальное давление и температура 1 бар и 27
^o C. Максимальное давление цикла 40 бар. Найдите температуру в конце сжатия и расширения. [PV ^1,35 = C, ϒ = 1,4] Решение: r _k = 10, P _{1 9{0,35}} = 652,33 K[/latex]}
Стандартный двойной цикл для воздуха перед сжатием воздуха при 100 кПа и 300 K.
При сжатии объем изменяется от 0,07 м ³ до 0,004 м ³ . Для подвода тепла при постоянном давлении температура изменяется от 1160°C до 1600°C. Найдите степень сжатия; среднее эффективное давление и коэффициент отсечки для цикла. P ₁ = 100 кПа, T ₁ =27 C = 300K
Степень сжатия [латекс]r_k=[V_1/V_2]=7x[0,047/0,047/0,047/0,047/0,047]{1.4-1}\\\\ T_5=663,48 K[/латекс]
Общее подведенное тепло [латекс]\\Q_s=C_v [T_3-T_2 ]+C_p [T_4-T_3 ]\\\\ Q_s=0,717*(1433-942,6)+1,005*(1873-1433)\\\\ Q_s=793,81 кДж[/латекс]
Отвергнутая теплота [латекс]\\Q_r=C_v (T_5-T_1) \\\\ Q_r=0,717*(663,45-300)=260,6 кДж[/латекс]
Выполненная работа определяется выражением [латекс]W=Q_s-Q_r = 793,81-260,6 = 533,21 кДж[/латекс]
Среднее эффективное давление для двойного цикла [латекс]\\MEP=\frac{W}{(V_1-V_2 )}\\\\ MEP=\frac{W}{V_1-\frac{V_1}{17. 5}}=\frac{533.21 {0,07-\frac{0,07}{17,5}}\\\\ MEP=8078,94 кПа=8,0789 МПа[/latex]
Часто задаваемые вопросы
Q.1) где используется двойной цикл? Ответ: – Двойной цикл широко используется для малых силовых двигателей и портативной тяжелой техники, такой как бурильные машины таких компаний, как Cummins и т. д. Основная причина использования двойного цикла в мобильном оборудовании заключается в том, что он обеспечивает высокое отношение мощности к массе по сравнению с с циклом Отто и дизельным двигателем. 9\gamma -1}{(r_p-1)+r_p\gamma (r_c-1)}][/latex]
Где, r _p = Коэффициент давления = P ₃ /P ₂
r _k = compression ratio = V ₁ /V ₂
r _c = cutoff ratio = V ₄ /V ₃
r _e = expansion ratio = V ₅ / V ₄
Когда r _c = 1, цикл становится циклом Отто
r _p = 1, цикл становится дизельным циклом.
Q.3) Каково значение двойного цикла в работе дизельного двигателя? Двухтопливный двигатель работает в основном по дизельному циклу. Газообразное топливо [природный газ] подается во впускную систему двигателя через нагнетатель при более высоком атмосферном давлении.
Во время такта всасывания в цилиндр всасывается более бедная смесь воздуха и топлива [смесь воздуха и природного газа] в соответствии с циклом Отто, который используется в двигателе с искровым зажиганием. Небольшой заряд пилотного топлива впрыскивается вблизи верхней мертвой точки и, как и в двигателе с воспламенением, воспламеняется в конце такта сжатия, вызывая сгорание вторичного газа. Сгорание происходит плавно и быстро.
В двухтопливном двигателе запальное и вторичное топливо сгорают одновременно в двигателе с воспламенением от сжатия. После сжатия вторичного топлива на такте всасывания дежурное топливо используется как источник воспламенения.
Эксплуатационные расходы этого двигателя ниже, чем у обычного дизельного двигателя без ущерба для мощности, высокого крутящего момента и переходной характеристики.
Q.4) почему двойной цикл известен как смешанный цикл? Двухтопливный двигатель работает в основном по дизельному циклу. Газообразное топливо [природный газ] подается во впускную систему двигателя через нагнетатель при более высоком атмосферном давлении.
Во время такта всасывания в цилиндр всасывается обедненная смесь воздуха и топлива [смесь воздуха и природного газа] в соответствии с циклом Отто, который используется в двигателе с искровым зажиганием. Небольшой заряд пилотного топлива впрыскивается вблизи верхней мертвой точки и, как и в двигателе с воспламенением, воспламеняется в конце такта сжатия, вызывая сгорание вторичного газа. Сгорание происходит плавно и быстро.
В двухтопливном двигателе запальное и вторичное топливо сгорают одновременно в двигателе с воспламенением от сжатия. После сжатия вторичного топлива на такте всасывания дежурное топливо используется как источник воспламенения.
Эксплуатационные расходы этого двигателя ниже, чем у обычного дизельного двигателя, без ущерба для мощности, высокого крутящего момента и переходной характеристики.
Q.5) что такое коэффициент отсечки в двойном цикле? Коэффициент отсечки для двойного цикла определяется выражением
r _c = коэффициент отсечки = V ₄ /V ₃
Где V ₄ = подвод тепла при постоянном давлении
В ₃= объем после частичного подвода тепла при постоянном объеме
Q.6) Что такое двухцикловая диаграмма P-V и T-S ? Чтобы увидеть ответ, нажмите здесь
Q.7) Пример решенного двойного цикла. Двигатель C.I имеет степень сжатия 10. Теплота, выделяемая при постоянном объеме, составляет 2/3 от общего количества теплоты, а оставшаяся часть выделяется при постоянном давлении. Начальное давление и температура 1 бар и 27
^o C. Максимальное давление цикла 40 бар. Найдите температуру в конце сжатия и расширения. [PV 9{1,35}=2238,7 кПа\\\\ \frac{P_2}{P_3}=\frac{T_2}{T_3}\\\\ \frac{2238,7}{671}=\frac{400}{T_3}\\ \\ T_3=1199\;K[/латекс]
Подводимая теплота при постоянном объеме [латекс]\\Q_v=C_v [T_3-T_2 ]=0,718*[1199-671]=379 кДж/кг\\ \\ (2/3)*Q=Q_v\\\\ Q=(3/2)*379=568,5 кДж/кг\\\\ C_p [T_4-T_3 ]=Q/3\\\\ 1,005*[ T_4-1199]=568,5/3\\\\ T_4=1387,55 K[/латекс]
[латекс]\\r_c=(V_4/V_3) =(T_4/T_3) =(1387,55/1199)=1,157\\ \\ r_e=\frac{r_k}{r_c} =\frac{10}{1,157}=8,64\\\\ T_5=\frac{T_4}{r_e^{n-1}} =\frac{1387,55}{ 8,64^{0,35}} = 652,33 К[/латекс]
Стандартный двойной цикл воздуха перед сжатием воздуха составляет 100 кПа и 300K. При сжатии объем изменяется от 0,07 м ³ до 0,004 м ³ . Для подвода тепла при постоянном давлении температура изменяется от 1160°C до 1600°C. Найдите степень сжатия; среднее эффективное давление и коэффициент отсечки для цикла.
P ₁ = 100 кПа, T ₁ =27 C = 300K
Степень сжатия [латекс]r_k=[V_1/V_2]=7×1/0,047/0,047/0,047/0,047/0,047/0,047/0,047/0,047/0,047/0,047/0,047{1.4-1}\\\\ T_5=663,48 K[/латекс]
Общее подведенное тепло [латекс]\\Q_s=C_v [T_3-T_2 ]+C_p [T_4-T_3 ]\\\\ Q_s=0,717*(1433-942,6)+1,005*(1873-1433)\\\\ Q_s=793,81 кДж[/латекс]
Отвергнутая теплота [латекс]\\Q_r=C_v (T_5-T_1) \\\\ Q_r=0,717*(663,45-300)=260,6 кДж[/латекс]
Выполненная работа определяется выражением [латекс]W=Q_s-Q_r = 793,81-260,6 = 533,21 кДж[/латекс]
Среднее эффективное давление для двойного цикла [латекс]\\MEP=\frac{W}{(V_1-V_2 )}\\\\ MEP=\frac{W}{V_1-\frac{V_1}{17. 5}}=\frac{533.21 }{0,07-\frac{0,07}{17,5}}\\\\ MEP=8078,94 кПа=8,0789 МПа[/latex]
Чтобы узнать о политропном процессе (нажмите здесь ) и числе Прандтля (нажмите здесь)
Для имитации двойного цикла с помощью MATLAB.
ЦЕЛЬ — Моделирование двойного цикла и расчет параметров производительности двойного цикла с использованием MATLAB. Теория. Цикл двойного сгорания (также известный как смешанный цикл, цикл Тринклера, цикл Селигера или цикл Сабате) представляет собой термический цикл, представляющий собой комбинацию цикла Отто и цикла Дизеля…
MATLAB
Детали проекта
Загрузка…
Оставить комментарий
Спасибо, что решили оставить комментарий. Пожалуйста, имейте в виду, что все комментарии модерируются в соответствии с нашей политикой комментариев, и ваш адрес электронной почты не будет опубликован по соображениям конфиденциальности. Пожалуйста, оставьте личный и содержательный разговор.
Пожалуйста, войдите, чтобы добавить комментарий
Другие комментарии…
Пока комментариев нет!
Будьте первым, кто оставит комментарий
Подробнее Проекты Убайда Афзала (12)
Анализ движения внутреннего женевского механизма
Цель:
ЦЕЛЬ – Создать 3-D модель внутреннего женевского механизма и выполнить анализ движения с помощью Solidworks MBD. Теория. Женевский привод или мальтийский крест — это зубчатый механизм, который переводит непрерывное вращательное движение в прерывистое вращательное движение. разница между механизмами Geneva Drive…
09 Jun 2020 12:47 IST
Подробнее
Для имитации двойного цикла с использованием MATLAB.
Цель:
ЦЕЛЬ — Моделирование двойного цикла и расчет рабочих параметров двойного цикла с использованием MATLAB. Теория. Двойной цикл сгорания (также известный как смешанный цикл, цикл Тринклера, цикл Селигера или цикл Сабате) представляет собой термический цикл, представляющий собой комбинацию цикла Отто и цикла Дизеля,…
31 мая 2020 г. 19:49 IST
MATLAB
Подробнее
Проект 2 — Симулятор цикла Ренкина
Цель:
https://skill-lync.com/projects/rankine-cycle-simulation-8
29 мая 2020 г. 12:05 IST
Подробнее
Моделирование цикла Ренкина
909018 Цель: ЦЕЛЬ — Смоделировать цикл Ренкина с помощью MATLAB. Теория. Цикл Ренкина — это модель, которая используется для определения различных свойств систем паровой турбины, таких как эффективность, точечные свойства в разных местах модели и т. д. Используя цикл Ренкина, можно провести приблизительный анализ паровой турбины. турбина…
29 мая 2020 г. 12:04 IST
MATLAB
Подробнее
Анализ термодинамических данных НАСА
Цель:
AIMB. Теория. Существуют термодинамические данные НАСА, имеющие разные термодинамические значения по сравнению с другими. разные температуры в полиномиальной форме в формате ‘.dat’ также с 14 коэффициентами. Чтобы извлечь различную информацию, нам нужно проанализировать данные с помощью MATLAB. …
23 мая 2020 г. 21:08 IST
MATLAB
Подробнее
Генетический алгоритм с использованием MATLAB.
Цель:
ЦЕЛЬ — Анализ функции сталагмита с помощью генетического алгоритма с использованием MATLAB. Теория — Генетический алгоритм — Генетический алгоритм — это эвристика поиска, вдохновленная теорией естественной эволюции Чарльза Дарвина. Этот алгоритм отражает процесс естественного отбора, при котором наиболее приспособленные особи…
21 мая 2020 г. 22:08 IST
MATLAB
Подробнее
Неделя 3. Решение ОДУ второго порядка
Цель:
https://skill-lync.com/projects/solving-second-order-Mayode-131
18 900 16:47 IST
Подробнее
Решение ОДУ второго порядка
Цель:
ЦЕЛЬ — Решить обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка с помощью MATLAB. Теория. Обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ). Обыкновенное дифференциальное уравнение (ОДУ) – это дифференциальное уравнение, содержащее одну или несколько функций одной независимой переменной и производные от этих функций. Термин обыкновенный… 92` …
17 мая 2020 г. 18:43 IST
MATLAB
Подробнее
Построение стандартного цикла воздуха (цикла Отто) с использованием MATLAB.
Цель:
ЦЕЛЬ – Построить диаграмму зависимости давления от объема в стандартном воздушном цикле (цикл Отто) и рассчитать тепловую эффективность стандартного воздушного цикла (цикл Отто) Теория – Цикл Отто – это цикл работы двигателя что требует четырех ходов поршня: для впуска, сжатия, воспламенения…
16 мая 2020 г. 22:23 IST
MATLAB
Подробнее
Для моделирования прямой кинематики манипулятора робота 2R с помощью программирования MATLAB.
Цель:
ЦЕЛЬ — Написать программу в Matlab для моделирования прямой кинематики манипулятора робота 2R.}}}}}