Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Цикл Отто



Данный цикл является циклом поршневого двигателя с подводом теплоты при постоянном объеме (рис. 6.13).

Цикл применяется в поршневых двигателях с принудительным зажиганием (например, бензиновых) и протекает следующим образом. От исходного со-

 

  Рис. 6.12. Схема поршневого Двигателя  

стояния 1 при движении поршня вверх (рис. 6.12) в адиабатном процессе 1-2 сжимается заранее подготовленная топливо-воздушная смесь. Её зажигание в точке 2 (например, с помощью электрической свечи) приводит к практически мгновенному сгоранию с выделением теплоты . За это время поршень практически не перемещается. Поэтому в идеальном цикле процесс 2-3, в котором к рабочему телу подводится теплота q , считается изохорным. Далее происходит адиабатное расширение рабочего тела (продуктов сгорания) в процессе 3-4, поршень движется вниз. Этот процесс в теории поршневых двигателей называется рабочим ходом. В точке 4 открывается выпускной клапан и происходит истечение (выброс)

горячих продуктов сгорания в атмосферу. Этот процесс в цикле Отто изображается изохорным процессом 4-1, замыкающем цикл. В процессе 4-1 происходит отвод теплоты q от рабочего тела в окружающую среду и возвращение его в исходное состояние 1.

В четырёхтактном поршневом двигателе дополнительно осуществляются два вспомогательных такта, показанных на рис. 6.13 штриховой линией:

1-а - опорожнение цилиндра от остатков продуктов сгорания (выхлоп);

а-1 - заполнение цилиндра свежей топливовоздушной смесью (всасывание).

Эти процессы в двухтактных поршневых двигателях отсутствуют, а при анализе идеального цикла не рассматриваются.

Для исследования цикла Отто необходимо задать: род рабочего тела (k, R), его параметры p , Т в исходной точке цикла 1, степень сжатия в адиабат

ном процессе v /v и степень повышения давления p /p в изохорном процессе подвода теплоты

Определим температуру рабочего тела в характерных точках 2, 3 и 4 данного цикла, используя соотношения параметров в соответствующих процессах.

В адиабатном процессе 1-2 , откуда ,

 

   
Рис. 6.13. Цикл Отто   Рис. 6.14. Зависимость КПД цикла Отто от степени сжатия  

в изохорном процессе 2-3 , откуда ,

в адиабатном процессе 3-4 , тогда .

Определим подведённую и отведённую в цикле теплоту. Для изохорного процесса 2-3 , для изохорного процесса 4-1

Следовательно, работа цикла Отто равна

, а термический КПД = 1- = 1- .

Термический КПД цикла Отто (при данном значении k) зависит только от степени сжатия e (рис. 6.14). Как видно, с увеличением e термический КПД цикла существенно увеличивается.

В реальных двигателях, работающих по циклу Отто, увеличение ограничено возможностью появления взрывного сгорания топливовоздушной смеси (детонации) при высоких значениях e. Детонация в условиях эксплуатации поршневых авиационных двигателей недопустима, так как может привести к выходу двигателя из строя. При ухудшении качества применяемого топлива (бензина) значения e, при которых возможна детонация, уменьшаются. У современных поршневых двигателей с циклом Отто, использующих высококачественное топливо, значение e достигает 8…10.