Chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong

Để cho việc nghiên cứu các quá trình làm việc của động cơ đốt trong được thuận tiện dễ dàng , người ta thay các quá trình phức tạp bằng các quá trình có dạng đơn giản hơn nhưng vẫn sát với các qui trình thực tế , bằng cách bỏ qua những hiện tượng và tổn thất thứ yếu xuất hiện trong các chu trình thực tế
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chu trình lý tưởng của động cơ đốt trong§Æng TiÕn Hßa Ch−¬ng 3 Chu tr×nh lý t−ëng cña ®éng c¬ ®èt trong 3.1. Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n 3.1.1.§Æc ®iÓm cña chu tr×nh lý t−ëng §Ó cho viÖc nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh lµm viÖc cña ®éng c¬ ®èt trong ®−îc thuËn tiÖndÔ dµng, ng−êi ta thay c¸c qu¸ tr×nh phøc t¹p b»ng c¸c qu¸ tr×nh cã d¹ng ®¬n gi¶n h¬n nh−ngvÉn s¸t víi c¸c qu¸ tr×nh thùc tÕ, b»ng c¸ch bá qua nh÷ng hiÖn t−îng vµ tæn thÊt thø yÕu xuÊthiÖn trong c¸c chu tr×nh thùc tÕ. C¸ch lµm nh− vËy ta sÏ ®−îc chu tr×nh lý t−ëng cña ®éng c¬. Nh− vËy, chu tr×nh lý t−ëng cña ®éng c¬ lµ mét chu tr×nh kÝn, thuËn nghÞch trong ®ãkh«ng cã sù tæn thÊt n¨ng l−îng nµo ngoµi sù tæn thÊt do nh¶ nhiÖt cho nguån l¹nh. §Æc ®iÓm chñ yÕu cña chu tr×nh lý t−ëng lµ: - M«i chÊt c«ng t¸c trong chu tr×nh lµ khÝ lý t−ëng, nhiÖt dung riªng lµ h»ng sè, kh«ngphô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt. - L−îng m«i chÊt cho mét chu tr×nh lµ kh«ng thay ®æi, trong chu tr×nh kh«ng cã chutr×nh quÐt s¹ch khÝ th¶i ra khái xi lanh vµ n¹p khÝ míi vµo xilanh. - Kh«ng cã sù tæn thÊt vÒ nhiÖt ®èi víi m«i tr−êng xung quanh, qu¸ tr×nh nÐn vµ gi·nnë lµ qu¸ tr×nh ®o¹n nhiÖt. - C¸c qu¸ tr×nh ®èt ch¸y nhiªn liÖu, to¶ nhiÖt vµ quÐt s¹ch khÝ trong xilanh ®−îc thaythÕ t−¬ng øng b»ng c¸ch cung cÊp b»ng mét l−îng nhiÖt Q1 tõ nguån nãng vµ nh¶ nhiÖt chonguån l¹nh Q2 trong ®iÒu kiÖn ®¼ng tÝch vµ ®¼ng ¸p. - ViÖc chuyÓn ho¸ tõ nhiÖt sang c«ng trong chu tr×nh vÒ mÆt lý thuyÕt lµ lín nhÊt, tøclµ hiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh so víi hiÖu suÊt nhiÖt chØ thÞ cña ®éng c¬ cã trÞ sè lín nhÊt. 3.1.2. C¸c chØ tiªu chñ yÕu cña chu tr×nh 3.1.2.1.TÝnh kinh tÕ cña chu tr×nh TÝnh kinh tÕ cña chu tr×nh ®−îc thÓ hiÖn qua hiÖu suÊt nhiÖt cña chu tr×nh ηt, , lµ tØ sègi÷a l−îng nhiÖt chuyÓn biÕn thµnh c«ng vµ l−îng nhiÖt cÊp cho chu tr×nh. C«ng thøc x¸c ®Þnh: L t Q1 − Q 2 Q ηt = = = 1− 2 (3-1) Q1 Q1 Q1 Trong ®ã: Lt - C«ng do m«i chÊt t¹o ra trong mét chu tr×nh( J/chu tr×nh). Q1 - L−îng nhiÖt cÊp cho m«i chÊt trong mét chu tr×nh( J/chu tr×nh). Q2 - L−îng nhiÖt nh¶ ra cho nguån l¹nh trong chu tr×nh( J/chu tr×nh). 3.1.2.2.TÝnh hiÖu qu¶ cña chu tr×nh. §ùoc thÓ hiÖn qua ¸p suÊt trung b×nh Pt cña chu tr×nh, vÒ thùc chÊt nã lµ tØ sè gi÷ac«ng cña chu tr×nh vµ thÓ tÝch c«ng t¸c cña chu tr×nh. C«ng thøc x¸c ®Þnh: Lt pt = (Nm/m3 hay N/m2) (3-2) Vh Trong ®ã: - 47-§Æng TiÕn Hßa Vh= Vmax- Vmin( m3) - ThÓ tÝch c«ng t¸c cña chu tr×nh. Vmax - ThÓ tÝch lín nhÊt cña chu tr×nh (m3) . Vmin - ThÓ tÝch nhá nhÊt cña chu tr×nh (m3). Qua biÓu thøc (2-2 ) thÊy r»ng: ¸p suÊt pt cßn b»ng diÖn tÝch cña ®å thÞ c«ng thÓ hiÖnqua Lt chia cho hoµnh ®é cña ®å thÞ Vh , vÒ thùc chÊt ®ã lµ ¸p suÊt trung b×nh cña chu tr×nh. Víi kÝch th−íc xilanh vµ sè vßng quay ®· cho cña ®éng c¬ th× ¸p suÊt th× ¸p suÊt trungb×nh pt cµng lín sÏ cho ta c«ng suÊt cµng cao. C¸c gi¸ trÞ cña chØ tiªu ηt vµ pt cña chu tr×nh lý t−ëng cña ®éng c¬ ®èt trong ®−îc coilµ c¸c giíi h¹n trªn cña tÊt c¶ ®éng c¬ thùc tÕ cã cïng th«ng sè chu tr×nh nh− chu tr×nh lýt−ëng, ®ã còng lµ môc tiªu cña ®éng c¬ v−¬n tíi. 3.2. Chu tr×nh lý t−ëng tæng qu¸t cña ®éng c¬ ®èt trong. 3.2.1. DiÔn biÕn §−îc thÓ hiÖn trªn ®å thÞ P- V vµ T- S ( H×nh 2.1)Gåm c¸c qu¸ tr×nh sau: - §o¹n oc: NÐn ®o¹nnhiÖt, ®Æc tr−ng cho ®éng c¬®èt trong vµ m¸y nÐn khÝ. - §o¹n cy: CÊp nhiÖt®¼ng tÝch, ®Æc tr−ng cho ®éngc¬ x¨ng vµ mét phÇn cña®éng c¬ ®iªzen hiÖn ®¹i. - §o¹n yz: CÊp nhiÖt®¼ng ¸p, ®Æc tr−ng cho ®éngc¬ t¨ng ¸p vµ tua bin khÝ. - §o¹n zd: Gi·n në®o¹n nhiÖt, ®Æc tr−ng cho®éng c¬ ®èt trong vµ tua bin khÝ. - §o¹n ®f: Nh¶ nhiÖt ®¼ng tÝch, ®Æc tr−ng cho ®«ng c¬ ®èt trong piston. - §o¹n fo: nh¶ nhiÖt ®¼ng ¸p, ®Æc tr−ng cho tua bin khÝ. 3.2.2. C¸c ®Þnh nghÜa theo chu tr×nh lý t−ëng Vo - Tû sè nÐn : ε = Vc V0 vµ Vc thÓ tÝch b¾t ®Çu vµ cuèi qu¸ tr×nh nÐn. Pz - Tû sè t¨ng ¸p khi ch¸y: λ= . Pc Pz - ¸p suÊt cùc ®¹i khi ch¸y, Pc - ¸p suÊt cuèi qu¸ tr×nh nÐn. Vz - Tû sè gi·n në khi ch¸y : ς = Vc Vz- ThÓ tÝch cuèi qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt. Vc- ThÓ tÝch ®Çu qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt. - ...