Двигатель внутреннего сгорания со сверхвысокой степенью сжатия (стр. 10 из 12)

На четвертом цикле рабочее тело сжимается до величины Р₁. На первом цикле в рабочее тело вводится тепло. Вследствие нагревания оно увеличивается в объеме и с такой же скоростью расширяется. В результате этого величина Р₁ остается неизменной. После начала процесса полного тепловыделения величина Р₁ увеличится до Рz. На третьем цикле расширение происходит без ввода тепла. Давление в цилиндре снижается до величины Р₂. После этого происходит удаление отработавших газов и всасывание свежего заряда.

Таким образом, по предлагаемому к рассмотрению циклу способом превращения теплоты в механическую работу является сжатие рабочего тела без ввода тепла и его последующее расширение с вводом тепла при постоянном давлении Р₁. Особым признаком цикла является синхронизация скорости увеличения объема рабочего тела и его расширения с целью обеспечения постоянства Р₁ в процессе расширения.

Каковы эффективные пределы Р₁ и Р₂? Нижняя граница величины Р₂ теорией установлена. Для эффективной работы индикаторная мощность при указанном давлении должна быть не ниже мощности механических потерь.

Точно вывести эффективную величину Р₁ можно экспериментальным путем, определяя оптимальное соотношение между индикаторной мощностью цикла и мощностью механических потерь. По моим расчетам наиболее эффективная степень сжатия для обоих видов двигателей располагается в районе 51-80.

Особенности кругового процесса превращения тепла в работу в ДВС с Е=25 и Е=80 при наложении на цикл Карно

а Р₁ b b₁

Т₁

Т₂ c

Р₂

Рис. 1 V

Особенности работы ДВС Е=10 при наложении на цикл Карно

а Рz

Рс

T₂

Рис. 2 V

Индикаторная работа ДВС при степенях сжатия (Е=10, ---- Е=51)

Рb

Р Рz₁

120кг/см²

Рс₁

Рz

60кг/см²

Рис. 1. При расчетах КПД двигателя при условии их постоянства можно использовать как температуры Т₁ и Т₂, так и давления Р₁ и Р₂. Наложение диаграмм дает точную картину КПД обоих циклов. При расширении по циклу Карно давление падает, поэтому линия ав в координатах давления идет на понижение. Дальнейшее повышение степени сжатия (до 80) увеличит длину линии аb до аb₁

Рис. 2. Наложение цикла стандартного двигателя со степенью сжатия 10 на диаграмму Карно может носить только условный характер.

1. По формуле Карно КПД двигателя со степенью сжатия 80 работающего по циклу Карно должен быть следующий:

2. По формуле Карно КПД двигателя со степенью сжатия 80 работающего по моему циклу следующий (результат условный, т.к. в моем двигателе температура- величина переменная):

3. При расчете по давлениям КПД двигателя со степенью сжатия 80 работающего по моему циклу должен быть следующий:

Расчет КПД ДВС по разности температур Т_z и Т_b может носить только условный характер, поскольку в нем невозможно обеспечить постоянство Т₁. Методика выведения среднего значения Т_ср. отсутствует. Расчет КПД моего двигателя по разности давлений точен, поскольку в нем величина Р₁ постоянна.

В период с 27.07.06 по 20.11.06 г. на моторном стенде кафедры «Автотракторных двигателей и теплотехники» МАДИ (ГТУ), а затем из-за невозможности получения стабильных результатов из-за плохой работы стенда, с 23.11.06 по 30.11.06 г. на моторном стенде кафедры «Физвоспитания и спорта» МАДИ (ГТУ) были проведены стендовые испытания серийного двигателя ВАЗ-21114 «Калина» и действующего макета двигателя ИГА со сверхвысокой степенью сжатия для получения сравнительных показателей.

Испытания на первом стенде проводились с участием: Дубинин А.И.- заведующий боксом моторного стенда, Ибадуллаев Г.А. - изобретатель, Фищук Д.А.- автомеханик.