Юльбердин Р.Р., Якупова А.А., Калинин В.А., Шафиков Л.И.
ПОВЫШЕНИЕ ИНДИКАТОРНОГО КПДДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ *
Аннотация:
в данной статье представлено теоретическое обоснование повышения индикаторного КПД
Ключевые слова:
двигатель внутреннего сгорания, степень сжатия, коэффициент полезного действия, давление газов
Введение. В настоящее время наблюдается тенденция форсирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС) применением наддува, изменением степени сжатия и других конструктивных параметров. При этом ограничивающим фактором являются механическая прочность и термонапряжённость деталей ДВС [1,2]. Высокие величины давления и температуры возникают в процессе работы ДВС лишь кратковременно, что даёт резервы повышения данных параметров в период рабочего цикла и получить дополнительную работу. Согласно этому необходимо совершенствовать теоретические циклы ДВС для более полного использования их конструктивного ресурса [3,4,5]. Цель работы. Теоретическое обоснование возможности повышения индикаторного КПД ДВС. Результаты исследования. Пусть pmax максимальное давление в рабочем цикле, допустимое по условию прочности конструктивных элементов, а ТРmax максимальная температура при этом давлении. В процессе цикла расширения давление падает, но при этом возрастает температура газов. Если при этом продолжается подвод теплоты, то несмотря на снижение давления прочность конструктивных элементов может не обеспечиваться из-за температурного фактора [6,7]. Исходя из этого, подвод теплоты в процессе рабочего цикла необходимо вести, чтоб произведение давления на температуру оставалось постоянным pT=const. Пусть pТ=К. (1) Тогда из уравнения состояния идеально газа p=R0T следует p R0 pT 2 , где - молярный объём; R0- газовая постоянная. С учётом уравнения (1) p 0 . (2) Удельная работа расширения при этом ВМТ НМТ l p d R K d R K НМТ ВМТ НМТ ВМТ 0 0.5 0 2 , (3) где ВМТ и НМТ – верхний и нижний мертвые точки. Обозначив 2 R0 N как константу работы N и используя уравнение (1) Рmax и ТРmax можно записать max max N 2 R0 P Tp . (4) Тогда удельная работа расширения будет равна p N НМТ ВМТ ВМТ НМТ N R P T 0 max max 2 . (5) С учетом преобразований 0 1 0 2 2 2 2 НМТ НМТ ВМТ ВМТ НМТ НМТ ВМТ ВМТ НМТ ВМТ R С l Р Р Р R T T .(6) Согласно этого уравнения получается, что важными факторами являются и температура отработавших газов, газовая постоянная смеси. Для повышения газовой постоянной смеси можно применять различные присадки к топливу при подаче его в цилиндр ДВС. Повышение температуры отработавших газов можно достичь путем подвода дополнительного тепла в фазе расширения, называемый смещенным подводом тепла, который является оптимальным для ДВС поршневого типа. Этому требованию отвечают дизельные ДВС. Их особенность заключается в том, что впрыск топлива продолжается и в цикле расширения, при этом продолжает повышаться температура и давление. Если описать рассматриваемый процесс уравнением Р n=const, то можно сделать вывод, что он протекает с показателем политропы равным 0,5. Необходимый способ подвода теплоты можно осуществлять настройкой топливной аппаратуры на данный режим работы [8,9].
Номер журнала Вестник науки №6 (15) том 3
Ссылка для цитирования:
Юльбердин Р.Р., Якупова А.А., Калинин В.А., Шафиков Л.И. ПОВЫШЕНИЕ ИНДИКАТОРНОГО КПДДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ // Вестник науки №6 (15) том 3. С. 482 - 486. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/1761 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+