Процесс сжатия
Процесс сжатияПроцесс 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 КПД двигателя.
Процесс сжатия изображается на индикаторной диаграмме линией. В начальный период сжатия температура газов ниже температуры стенок цилиндра, поэтому газы дополнительно нагреваются от них. По мере сжатия смеси ее температура повышается и теплопередача от стенок цилиндра к газам уменьшается. В какой-то бесконечно малый период времени температуры газов и отенок цилиндра будут равны и теплообмена не будет. Дальнейшее сжатие происходит с отводом тепла от газов к стенкам цилиндра.
Процесс сжатия протекает в условиях непрерывного изменения температуры рабочей смеси или воздуха. Теплообмен имеет сложный характер и не может быть выражен точно при помощи термодинамических соотношений, поэтому считают, что весь процесс сжатия протекает поли-тропно с постоянным показателем nv
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Данные испытаний показывают, что показатель политропы пх имеет различные значения для различных двигателей и для одного и того же двигателя изменяется с изменением режима и условий его работы.
Его значение будет тем больше, чем больше объем цилиндра, так как при этом меньше относительная площадь охлаждения. При интенсивном охлаждении увеличивается теплоотдача от газов к стенкам цилиндра и, следовательно, снижается величина показателя nv С повышением частоты вращения коленчатого вала время соприкосновения газов со стенками цилиндра за период сжатия сокращается и показатель политропы п1 увеличивается. Кроме того, величина пх зависит от продолжительности открытия впускного клапана, опережения зажигания и других факторов. Среднее значение показателя политропы сжатия пх для карбюраторных двигателей колеблется в пределах 1,32—1,39, для дизельных 1,36—1,40.
Давление рс и температура Тс в конце сжатия тем выше, чем больше степень сжатия е и средний показатель политропы, в результате чего выше мощность и экономичность двигателя.
—
Основное назначение процесса сжатия состоит в том, чтобы создать условия, способствующие возможно лучшему сгоранию горючей смеси.
Процесс сжатия протекает в условиях непрерывного изменения температуры заряда и теплообмена между зарядом, стенками цилиндра и днищем поршня.
В начале сжатия, при установившемся тепловом режиме двигателя, температура заряда ниже температуры стенок цилиндра и днища поршня, поэтому заряд подогревается при соприкосновении с ними. Дальнейшее сжатие заряда приводит к повышению его температуры, в результате чего тепло передается от заряда к стенкам цилиндра и к днищу поршня. Поэтому процесс сжатия характеризуется политропным изменением параметров заряда.
ᐉ Процесс сжатия топлива
Свежий заряд с примесью остаточных газов после процесса впуска подергается сжатию.
Назначение процесса сжатия:
- увеличение температурного перепада, при котором осуществляется действительный цикл;
- улучшение воспламенения и горения топлива;
- получение большей работы при расширении продуктов сгорания и повышение экономичности двигателя.
Процесс сжатия происходит при движении поршня от НМТ к ВМТ после закрытия впускного клапана. Но если в термодинамических циклах сжатие происходило без теплообмена (адиабатическое сжатие), то в действительных циклах этот процесс сопровождается непрерывным, переменным по величине и направлению теплообменом между рабочим телом и окружающими ею деталями, частичной потере рабочею тела через неплотности в сопряжениях деталей и испарением части находящегося в цилиндре в капельножидком состоянии топлива.
Таким образом, процесс сжатия носит политропный характер.
Рис. Зависимости изменения давления (а) и показателя политропы сжатия (б) от объема полости цилиндра
В начале сжатия происходит теплопередача от деталей к рабочему телу, так как температура Та рабочего тела в этот момент ниже температуры стенок полости цилиндра. В результате кривая процесса сжатия в р—V координатах проходит несколько круче кривой адиабатного сжатия, и показатель n1 политропы сжатия больше показателя к адиабаты сжатия.
При дальнейшем сжатии температура рабочего тела увеличивается, и теплообмен между рабочим телом и окружающими его деталями снижается. В какой-то момент температура рабочего тела становится равной температуре стенок цилиндра, и наступает мгновенный адиабатный процесс. Показатели политропы и адиабаты сжатия становятся равными: n1 = к (точка d).
При продолжении сжатия температура рабочего тела становится выше средней температуры окружающих его деталей, и теплота начинает переходить от рабочего тела к деталям двигателя.
При расчетах использовать переменные значения показателя политропы затруднительно. Поэтому применяют постоянное значение показателя n1, которое находится от 1,2 до 1,4 и называется средним. Большие значения показатель политропы сжатия принимает при более высоких частотах вращения коленчатого вала, при этом процесс сжатия приближается к адиабатному. Это же наблюдается и при увеличении размеров цилиндра. так как уменьшается относительная величина поверхности охлаждения цилиндра. По этим же причинам пуск двигателей с небольшими габаритными размерами цилиндров вызывает определенные сложности.
Величина относительной поверхности охлаждения цилиндра показывает значительное влияние на теплообмен, а значит и на показатель n1 в процессе сжатия, которая представляет собой отношение площади контактной поверхности рабочего тела и деталей в процессе сжатия к рабочему объему цилиндра.
При неизменном рабочем объеме цилиндров относительная величина поверхности охлаждения уменьшается с увеличением диаметра цилиндра. Поэтому чем диаметр D больше хода поршня S, тем больше значение среднего показателя политропы сжатия.
Значения n1 увеличиваются при использовании наддува и алюминиевых сплавов вместо чугуна при изготовлении деталей цилиндропоршневой группы, а также камеры сгорания небольших габаритных размеров.
При износе цилиндропоршневой группы возрастают утечки рабочего тела, и значения n1 уменьшаются. Этим объясняются затруднения пуска при значительных износах деталей двигателя.
Рубрика:Двигатель автомобиляМетки: Сжатие, Топливо В течение сорока лет после
первый полет
братьев Райт, самолеты использовались
двигатель внутреннего сгорания
повернуть
пропеллеры
генерировать
толкать.
Сегодня большинство самолетов авиации общего назначения или частных самолетов по-прежнему
приводимый в движение пропеллерами и двигателями внутреннего сгорания, как и ваш
автомобильный двигатель. Дизайн братьев очень прост по сегодняшним меркам, так что это хороший двигатель для студентов, чтобы учиться, чтобы изучить основы работа двигателя. Этот тип двигатель внутреннего сгорания называется четырехтактный двигатель, потому что есть четыре движения (штрихи) поршня до повторения всей последовательности запуска двигателя. На рисунке мы раскрасили система впуска топлива/воздуха красный, электрическая система зеленый, и Система вытяжки синий. Мы также представляем топливно-воздушную смесь и выхлопные газы небольшими цветные шарики, чтобы показать, как эти газы проходят через двигатель. Поскольку мы будем иметь в виду движение различных частей двигателя, здесь рисунок, показывающий названия частей: Механическая операция В конце
ход впуска
топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр на малом (почти
атмосферное) давление движением поршня к коленчатому валу
слева. Термодинамика Во время сжатия нет
нагревать
переходит в топливно-воздушную смесь.
Поскольку объем уменьшается из-за движения поршня,
давление в газе увеличивается.
На рисунке смесь окрашена в синий цвет на стадии 2 и
желтый на стадии 3 для обозначения умеренного повышения давления. где p — давление, T — температура, V — объем смеси, а гамма это отношение удельные теплоемкости смеси. Цифры обозначают две стадии цикла. Поскольку V2 больше, чем V3, а гамма больше 1 (1,4 для чистого воздуха), p3 больше, чем p2, а T3 больше, чем T2. Давление и температура топливно-воздушной смеси как увеличиваются в процессе сжатия, так и конечное значение (p3 и T3) зависит только от геометрической степени сжатия (V2/V3) в некоторой степени, умноженной на исходное значение (p2 и T2). Деятельность: Экскурсии с гидом Навигация..
|
На этой странице мы обсудим основы
двигатель внутреннего сгорания, использующий
Братья Райт 1903, показанный на рисунке в качестве примера.
Из наших соображений о
цикл двигателя,
мы обозначаем это условие как
Этап 2
цикла Отто.
Затем впускной клапан закрывается, и поршень начинает
двигайтесь назад к камере сгорания справа.
Когда оба клапана закрыты, комбинация цилиндра и камеры сгорания
образуют полностью закрытый сосуд, содержащий топливно-воздушную смесь. Как поршень
сдвигается вправо, объем уменьшается, а топливно-воздушная смесь
сжатый. Когда поршень переместился полностью вправо, обозначаем
условия как Этап 3 цикла.
Во время такта сжатия электрический контакт остается разомкнутым.
Когда объем наименьший,
и давление самое высокое, контакт замкнут и ток
протекает по замкнутому контуру.
Затем переключатель быстро размыкается, производя искру.
который
воспламеняет смесь.
Чтобы создать повышенное давление, мы должны сделать
работа
только на смеси
так как вам нужно выполнить работу, чтобы накачать велосипедную шину с помощью насоса.
Есть термодинамические
уравнения
которые связывают повышение давления и повышение температуры с
изменение объема:
9(гамма — 1)Двигатель с воспламенением от сжатия – определение, основные компоненты, работа с приложением
Что такое двигатель с воспламенением от сжатия (CI)?
Двигатель с воспламенением от сжатия или двигатель с воспламенением от сжатия представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором воспламенение топлива происходит с помощью горячего сжатого воздуха.
Когда воздух сжимается, он нагревается, и его тепло используется для воспламенения и сжигания топлива. В этом двигателе воздух всасывается во время такта всасывания, а затем этот воздух сжимается во время такта сжатия. В конце такта сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое воспламеняется от тепла сжатого воздуха и начинается процесс горения. Дизель используется в качестве топлива для работы этого двигателя. Работает по принципу дизельного цикла. Степень сжатия этого типа двигателя обычно колеблется от 14:1 до 22:1. Он используется в транспортных средствах большой грузоподъемности, таких как автобусы, грузовики, корабли и т. д.
Основные компоненты двигателя с воспламенением от сжатия
Источник
Основными компонентами двигателя с воспламенением от сжатия (CI) являются воздух.
Читайте также: Разница между двигателем SI и двигателем CI
Читайте также: Что такое бесступенчатая трансмиссия CVT и как она работает?
Рабочий
Аналогично двигателю с искровым зажиганием, двигатель с воспламенением от сжатия также работает. Его работа также разделена на 4 такта. Здесь мы обсуждаем работу четырехтактного двигателя CI.
1. Ход всасывания: Происходит всасывание воздуха в цилиндр.
2. Такт сжатия: В этом такте происходит сжатие воздуха.
3. Рабочий ход: Зажигание и сгорание топлива.
4. Такт выпуска: Выход сгоревших или выхлопных газов.
Давайте подробно обсудим эти штрихи.
Двигатель с искровым зажиганием (SI) и комп…
Пожалуйста, включите JavaScript
Двигатель с искровым зажиганием (SI) и двигателем с воспламенением от сжатия (CI): сравнение A1. Такт всасывания
В этом ходе поршень движется от ВМТ до НМТ (т.е. вниз), а подсос воздуха происходит через впускной клапан.
2. Такт сжатия
Этот такт сжимает воздух, поступающий в цилиндр на такте всасывания. По мере сжатия воздуха температура воздуха увеличивается и достигает уровня, при котором происходит сгорание дизельного топлива.
3. Рабочий ход
Незадолго до окончания такта сжатия форсунка впрыскивает топливо в цилиндр. За счет тепла воздуха начинается воспламенение топлива и происходит горение.
Из-за сгорания топлива образуются горячие выхлопные газы, которые создают очень большую силу тяги на поршень, и он движется вниз. Поршень вращает коленчатый вал с помощью шатуна. Это называется силовым ходом, потому что в этом такте вырабатывается мощность.
4. Такт выпуска
В этом такте поршень движется вверх (т.е. от НМТ к ВМТ) и выталкивает отработавшие газы из цилиндра двигателя через выпускной клапан.
После такта выхлопа снова повторяются все такты. В двухтактном двигателе мы получаем один рабочий такт при каждом обороте коленчатого вала. Но в четырехтактном двигателе мы получаем один рабочий такт на каждые два оборота коленчатого вала.
Положение клапана и различные операции, выполняемые в четырехтактном двигателе с воспламенением от сжатия, приведены ниже.
Серийный номер | Ход | Впускной клапан | Выпускной клапан | Операция выполнена |
1. | Ход всасывания | Открыт | Закрыт | Всасывание воздуха | 900 70
2. | Такт сжатия | Закрыто | Закрыто | Сжатие воздуха 9000 8 |
3. | Рабочий ход | Закрыто | Закрыто | Впрыск топлива, зажигание и сгорание |
4. | Такт выпуска | Закрыть д | Открыть | Выпуск продуктов сгорания |
Для лучшего понимания двигателя с воспламенением от сжатия посмотрите видео ниже:
Читайте также: Типы нагнетателей в автомобилях
Читайте также: Антиблокировочная тормозная система (ABS) — принцип работы, основные компоненты, преимущества и недостатки Они используются в автомобилях (автомобилях, автобусах, грузовиках и т.