Индикаторные диаграммы строятся в координатах p-V .
Построение индикаторной диаграммы двигателя внутреннего сгорания производится на основании теплового расчета.
В начале построения на оси абсцисс откладывают отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе, который в зависимости от величины хода поршня проектируемого двигателя может быть принят 1:1, 1,5:1 или 2:1.
Отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания,
определяется из соотношения:
Отрезок z"z для дизелей (рис. 3.4) определяется по уравнению
Z,Z=OA(p-1)=8(1,66-1)=5.28мм, (3.11)
давлений = 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,07; 0,10 МПа в мм так, чтобы
получить высоту диаграммы, равную 1,2…1,7 ее основания.
Затем по данным теплового расчета на диаграмме откладывают в
выбранном масштабе величины давлений в характерных точках а, с, z", z,
b, r. Точка z для бензинового двигателя соответствует pzT .
По наиболее распространенному графическому методу Брауэра политропы сжатия и расширения строят следующим образом.
Из начала координат проводят луч ОК под произвольным углом к оси абсцисс (рекомендуется приинмать = 15…20°). Далее из начала координат проводят лучи ОД и ОЕ под определенными углами и к оси ординат. Эти углы определяют из соотношений
0.46 = 25°, (3.13)
Политропу сжатия строят с помощью лучей ОК и ОД. Из точки С проводят горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки пересечения - линию под углом 45° к вертикали до пересечения с лучом ОД, а из этой точки - вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс.
Затем из точки С проводят вертикальную линию до пересечения с лучом ОК. Из этой точки пересечения под углом 45?°к вертикали проводим линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки??вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией. Точка пересечения этих линий будет промежуточной точкой 1 политропы сжатия. Точку 2 находят аналогично, принимая точку 1 за начало построения.
Политропу расширения строят с помощью лучей ОК и ОЕ, начиная от точки Z", аналогично построению политропы сжатия.
Критерием правильности построения политропы расширения является приход ее в ранее нанесенную точку b.
Следует иметь в виду, что построение кривой политропы расширения следует начинать с точки z , а не z..
После построения политропы сжатия и расширения производят
скругление индикаторной диаграммы с учетом предварения открытия выпускного клапана, опережения зажигания и скорости нарастания давления, а также наносят линии впуска и выпуска. Для этой цели под осью абсцисс проводят на длине хода поршня S как на диаметре полуокружность радиусом R=S/2. Из геометрического центра Оґ в сторону н.м.т. откладывается отрезок
где L - длина шатуна, выбирается из табл. 7 или по прототипу.
Луч О 1.С 1 проводят под углом Q о =, 30° соответствующим углу
опережения зажигания (Qо = 20…30° до в.м.т.), а точку С 1 сносят на
политропу сжатия, получая точку c1.
Для построения линий очистки и наполнения цилиндра откладывают луч О 1?В 1 под углом g =66°. Этот угол соответствует углу предварения открытия выпускного клапана или выпускных окон. Затем проводят вертикальную линию до пересечения с политропой расширения (точка b 1?).
Из точки b 1. проводят линию, определяющую закон изменения
давления на участке индикаторной диаграммы (линия b 1.s ). Линия аs ,
характеризующая продолжение очистки и наполнения цилиндра, может
быть проведена прямой. Следует отметить, что точки s. b 1. можно также
найти по величине потерянной доли хода поршня y .
as =y .S . (3.16)
Индикаторная диаграмма двухтактных двигателей так же, как и двигателей с наддувом, всегда лежит выше линии атмосферного давления.
В индикаторной диаграмме двигателя с наддувом линия впуска может быть выше линии выпуска.
Индикаторная диаграмма двигателя внутреннего сгорания строится с использованием данных расчета рабочего процесса.
При построении на оси абсцисс откладывается отрезок АВ, (рис 8) соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе M s . Масштаб M s обычно принимается 1:1, 1,5:1 или 2:1.
Отрезок ОА (мм), соответствующий объему камеры сгорания, определяется из уравнения
ОА = АВ/(ε – 1) (2.28)
Отрезок z′z для дизелей, работающих по циклу со смешенным подводом теплоты (рис. 9)
z′z = ОА(ρ – 1) (2.29)
За тем по данным расчета параметров действительного цикла на диаграмме откладывают в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках: a, c, z, z, b, r.
Построение политроп сжатия и расширения можно производить аналитическим или графическим методом. При аналитическом методе построения политроп сжатия и расширения вычисляется ряд точек для промежуточных объемов, расположенных между V c и V a и между V z и V b , по уравнению политропы .
Рис. 8. Индикаторная диаграмма бензинового двигателя
Рис. 9. Индикаторная диаграмма дизельного двигателя
Для политропы сжатия 
, откуда
, (2.30)
где p x и V x – давление и объем в искомой точке процесса сжатия.
Отношение V a /V x изменяется в пределах 1÷ ε.
Аналогично для политропы расширения
(2.31)
Для бензиновых двигателей отношение V b /V x изменяется в интервале 1÷ε , для дизелей – 1÷ δ.
Определение ординат расчетных точек политроп сжатия и расширения удобно производить в табличной форме.
Построение индикаторной диаграммы производят, соединяя точки а и с, z и b плавными кривыми, а точки b и a, c и z – прямыми линиями.
Процессы впуска и выпуска принимают протекающими при р = const и V = const
Для проверки правильности построения диаграммы определяют
р i = M p /AB
где F – площадь диаграммы a c′c″z д b′b″a .
Расчет индикаторных и эффективных показателей ДВС
Индикаторные показатели
Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания характеризуется средним индикаторным давлением, индикаторной мощностью, индикаторным КПД и удельным индикаторным расходом топлива.
Теоретическое среднее индикаторное давление – это отношение теоретической расчетной работы газов за один цикл к ходу поршня.
Для бензиновых двигателей, работающих по циклу с подводом теплоты при V = const, теоретическое среднее индикаторное давление
Для дизеля, работающего по циклу со смешенным подводом теплоты при V = const и р = const
Среднее индикаторное давление p i действительного цикла отличается от значения на величину, пропорциональную уменьшению расчетной диаграммы за счет скругления в точках с, z, b.
Уменьшение теоретического среднего индикаторного давления вследствие отклонения действительного процесса от расчетного цикла оценивается коэффициентом полноты диаграммы φ и и величиной среднего давления насосных потерь Δp i .
Коэффициент полноты диаграммы φ и принимается равным:
для карбюраторных двигателей …………………….…. 0,94÷0,97
для двигателей с электронным впрыском топлива…… 0,95÷0,98
для дизелей………………………………………………. 0,92÷0,95
Среднее давление насосных потерь (МПа) при процессах впуска и выпуска
Δp i = p r – p a . (3.3)
Для четырехтактных двигателей без наддува величина Δp i положительна. В двигателях с наддувом от приводного нагнетателя при p a > p r величина Δp i отрицательна. При газотурбинном наддуве значение p a может быть как больше, так и меньше p r , т.е. величина Δp i может быть как отрицательной, так и положительной.
При проведении расчетов потери на газообмен учитываются в работе, затрачиваемой на механические потери. В связи с этим принимают, что среднее индикаторное давление p i отличается от только на коэффициент полноты диаграммы
p i = φ и . (3.4)
При работе на полной нагрузке величина p i (МПа) достигает:
для четырехтактных бензиновых двигателей…………………… 0,6÷1,4
для четырехтактных форсированных бензиновых двигателей… до 1,6
для четырехтактных дизелей без наддува………………………. 0,7÷1,1
для четырехтактных дизелей с наддувом……………………….. до 2,2
Индикаторная мощность N i – работа, совершаемая газами внутри цилиндра в единицу времени.
Для многоцилиндрового двигателя индикаторная мощность (кВт) равна
N i = p i V h in /(30τ ), (3.5)
где p i – среднее индикаторное давление, МПа;
V h – рабочий объем одного цилиндра, л (дм 3);
i – число цилиндров;
n – частота вращения коленчатого вала двигателя, мин -1 ;
τ – тактность двигателя. Для четырехтактного двигателя τ=4.
Индикаторная мощность одного цилиндра
N i = p i V h n /(30τ ), (3.6)
Индикаторный КПД η i характеризует степень использования в действительном цикле теплоты топлива для получения полезной работы и представляет собой отношение теплоты, эквивалентной индикаторной работе цикла, ко всему количеству теплоты, внесенной в цилиндр с топливом.
Для 1 кг топлива
η i = L i /Н и , (3.7)
где L i – теплота, эквивалентная индикаторной работе, МДж/кг;
Н и – низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.
Для автомобильных и тракторных двигателей, работающих на жидком топливе
η i = p i ·l 0 ·α /(Н и ·ρ k ·η V), (3.8)
где p i выражено в МПа; l 0 – в кг/кг топл.; Н и – в МДж/кг топл.; ρ k – в кг/м 3 .
В автомобильных и тракторных двигателях, работающих на номинальном режиме, величина индикаторного КПД составляет:
для двигателей с электронным впрыском топлива……… 0,35÷0,45
для карбюраторных двигателей…………………………… 0,30÷0,40
для дизелей…………………………………………………. 0,40÷0,50
Удельный индикаторный расход топлива g i характеризует экономичность действительного цикла
g i = 3600/(η i Н и) или g i = 3600 ρ 0 η V /(p i ·l 0 ·α) . (3.10)
Удельный расход топлива на номинальном режиме:
для двигателей с электронным впрыском топлива …g i = 180÷230 г(кВт·ч)
для карбюраторных двигателей………………………g i = 210÷275 г(кВт·ч)
для дизелей……………………………………….……g i = 170÷210 г(кВт·ч)
Эффективные показатели
Эффективными показателями называют величины, характеризующие работу двигателя, снимаемую с его вала и полезно используемую. К числу эффективных показателей относятся: эффективная мощность, крутящий момент, среднее эффективное давление, удельный эффективный расход, эффективный КПД.
Эффективная мощность . Полезная работа, получаемая на валу двигателя в единицу времени называется эффективной мощностью N e .
N e =N i - N мп (3.9)
где N мп мощность механических потерь.
Эффективная мощность дана студенту в исходных данных для проектирования ДВС (см. задание на выполнение курсового проекта).
Под механическими потерями понимают потери на все виды механического трения, осуществление газообмена, привод вспомогательных механизмов (водяного, масляного, топливного насосов, вентилятора, генератора и пр.), вентиляционные потери, связанные с движением деталей двигателя в среде воздушно-масляной эмульсии и воздуха, а также на привод компрессора.
Механические потери оценивают средним давлением механических потерь p мп, которое характеризует удельную работу механических потерь (приходящуюся на единицу рабочего объема) при осуществлении рабочего цикла.
При аналитическом определении N e (кВт) она рассчитывается по формуле:
N e = p e V h in /(30τ ) (3.10)
где p e =L e /V h - среднее эффективное давление (МПа), т. е. полезная работа, получаемая за цикл с единицы рабочего объема;
V h – рабочий объем цилиндра, л;
n – число оборотов коленчатого вала, мин -1
Эффективный крутящий момент М е (Н∙м)
М е = (3∙10 4 /π)(N e /n ) (3.11)
При расчете ДВС среднее эффективное давление (МПа) определяют как
p e = p i - p мп (3.12)
Среднее давление механических потерь p мп (МПа) для двигателей различного типа определяется по определяется по эмпирическим формулам:
для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением S/D>1
p мп =0,049 + 0,0152V п.ср;
для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением S/D≤1
p мп =0,034 + 0,0113V п.ср
для четырехтактных дизелей с неразделенными камерами
p мп =0,089 + 0,0118V п.ср
Исследование работы реального поршневого двигателя целесообразно производить по диаграмме, в которой дается изменение давления в цилиндре в зависимости от положения поршня за весь
цикл. Такую диаграмму, снятую с помощью специального прибора индикатора, называют индикаторной диаграммой. Площадь замкнутой фигуры индикаторной диаграммы изображает в определенном масштабе индикаторную работу газа за один цикл.
На рис. 7.6.1 изображена индикаторная диаграмма двигателя, работающего с быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме. В качестве горючего для этих двигателей применяют легкое топливо бензин, светильный или генераторный газ, спирты и др.
При ходе поршня из левого мертвого положения в крайнее правое через всасывающий клапан засасывается горючая смесь, состоящая из паров и мелких частиц топлива и воздуха. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 0-1, которая называется линией всасывания. Очевидно, линия 0-1 не является термодинамическим процессом, так как в нем основные параметры не изменяются, а изменяются только масса и объем смеси в цилиндре. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, происходит сжатие горючей смеси. Процесс сжатия на диаграмме изображается кривой 1-2, которая называется линией сжатия. В точке 2, когда поршень еще немного не дошел до левого мертвого положения, происходит воспламенение горючей смеси от электрической искры. Сгорание горючей смеси происходит почти мгновенно, т. е. практически при постоянном объеме. Этот процесс на диаграмме изображается кривой 2-3. В результате сгорания топлива температура газа резко возрастает и давление увеличивается (точка 3). Затем продукты горения расширяются. Поршень перемещается в правое мертвое положение, и газы совершают полезную работу. На индикаторной диаграмме процесс расширения изображается кривой 3-4, называемой линией расширения. В точке 4 открывается выхлопной клапан, и давление в цилиндре падает почти до наружного давления. При дальнейшем движении поршня справа налево из цилиндра удаляются продукты сгорания через выхлопной клапан при давлении, несколько превышающем атмосферное давление. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 4-0 и называется линией выхлопа.
Эффективной мощностью N e называют мощность, получаемую на коленчатом валу двигателя. Она меньше индикаторной мощности N i на величину мощности, затрачиваемой на трение в двигателе (трение поршней о стенки цилиндров, шеек коленчатого вала о подшипники и др.) и приведение в действие вспомогательных механизмов (газораспределительного механизма, вентилятора, водяного, масляного и топливного насосов, генератора и др.).
Для определения величины эффективной мощности двигателя можно воспользоваться приведенной выше формулой для индикаторной мощности, заменив в ней среднее индикаторное давление p i средним эффективным давлением р е (р е меньше p i на величину механических потерь в двигателе)
Индикаторной мощностью N i называют мощность, развиваемую газами внутри цилиндра двигателя. Единицами измерения мощности являются лошадиные силы (л. с.) или киловатты (квт); 1 л. с. = 0,7355 квт.
Для определения индикаторной мощности двигателя необходимо знать среднее индикаторное давление p i т. е. такое условное постоянное по величине давление, которое, действуя на поршень в течение только одного такта сгорание-расширение, могло бы совершить работу, равную работе газов в цилиндре за весь цикл.
Тепловой баланс представляет собой распределение тепла, которое появляется в двигателе за время сгорания топлива, на полезное тепло для полноценного функционирования автомобиля и тепло, что можно квалифицировать как тепловые потери. Различают такие основные потери теплоты:
Нормальный уровень теплового баланса двигателя может быть разным в зависимости от режима работы. Определяется по результатам испытаний в условиях установившегося теплового режима. Тепловой баланс помогает определить степень соответствия конструкции двигателя и экономичности его работы, и в дальнейшем принять меры по регулировке определенных процессов с целью добиться более совершенной работы.
30.09.2014
Рабочий цикл - совокупность тепловых, химических и газодинамических процессов, последовательно, периодически повторяющихся в цилиндре двигателя с целью преобразования тепловой энергии топлива в механическую энергию. Цикл включает пять процессов: впуск, сжатие, сгорание (горение), расширение, выпуск.
На тракторах и автомобилях, применяемых в лесной промышленности и лесном хозяйстве, устанавливаются дизельные и карбюраторные четырехтактные двигатели. Лесотранспортные машины, в основном, оснащаются четырехтактными дизельными двигателями,
В процессе впуска цилиндр двигателя заполняется свежим зарядом, представляющим собой очищенный воздух у дизельного двигателя или горючую смесь очищенного воздуха с топливом (газом) у карбюраторного двигателя и газодизеля. Горючей смесью воздуха с мелкораспыленным топливом, его парами или горючими газами должно обеспечиваться распространение фронта пламени во всем занятом пространстве.
В процессе сжатия в цилиндре сжимается рабочая смесь, состоящая из свежего заряда и остаточных газов (карбюраторные и газовые двигатели) или из свежего заряда, распыленного топлива и остаточных газов (дизели, многотопливные и с впрыском бензина двигатели и газодизели).
Остаточными газами называются продукты сгорания, оставшиеся после завершения предыдущего цикла и участвующие в следующем цикле.
В двигателях с внешним смесеобразованием рабочий цикл протекает за четыре такта: впуска, сжатия, расширения и выпуска. Такт впуска (рис. 4.2а). Поршень 1, под воздействием вращения коленчатого вала 9 и шатуна 5, перемещаясь к НМТ, создает разряжение в цилиндре 2, в результате чего свежий заряд горючей смеси поступает по трубопроводу 3 через впускной клапан 4 в цилиндр 2.
Такт сжатия (рис. 4.2б). После заполнения цилиндра свежим зарядом впускной клапан закрывается, а поршень, перемещаясь к ВМТ, сжимает рабочую смесь. При этом в цилиндре повышаются температура и давление. В конце такта рабочая смесь воспламеняется от искры, возникающей между электродами свечи 5, и начинается процесс сгорания.
Такт расширения или рабочий ход (рис. 4.2e). В результате сгорания рабочей смеси образуются газы (продукты сгорания), температура и давление которых резко возрастают к приходу поршня в ВМТ. Под воздействием высокого давления газов поршень перемещается к НМТ, при этом совершается полезная работа, передаваемая на вращающийся коленчатый вал.
Такт выпуска (см. рис. 4.2г). В этом такте происходит очистка цилиндра от продуктов сгорания. Поршень, перемещаясь к ВМТ, через открытый выпускной клапан 6 и трубопровод 7 выталкивает продукты сгорания в атмосферу. В конце такта давление в цилиндре незначительно превышает атмосферное давление, поэтому в цилиндре остается часть продуктов сгорания, которые смешиваются с горючей смесью, заполняющей цилиндр при такте впуска следующего рабочего цикла.
Принципиальное отличие рабочего цикла двигателя с внутренним смесеобразованием (дизельных, газодизельных, многотопливных) состоит в том, что на такте сжатия топливоподающая аппаратура системы питания двигателя впрыскивает мелкораспыленное жидкое моторное топливо, которое перемешивается с воздухом (или смесью воздуха с газом) и воспламеняется. Высокая степень сжатия двигателя с воспламенением от сжатия позволяет нагреть рабочую смесь в цилиндре выше температуры самовоспламенения жидкого топлива.
Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя (рис. 4,3) применяемого для пуска дизеля трелевочного трактора, совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. При этом один такт является рабочим, а второй - вспомогательным. В двухтактном карбюраторном двигателе отсутствуют впускной и выпускной клапаны, их функцию выполняют впускное, выпускное и продувочные окна, которые открываются и закрываются поршнем при его движении. Через эти окна рабочая полость цилиндра сообщается с впускными и выпускными трубопроводами, а также с герметичным картером двигателя.
Лекция 4
ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ ДВС
1. Отличие действительных циклов четырехтактных двигателей от теоретических
1.1. Индикаторная диаграмма
2. Процессы газообмена
2.1. Влияние фаз газораспределения на процессы газообмена
2.2. Параметры процесса газообмена
2.3. Факторы, влияющие на процессы газообмена
2.4. Токсичность отработавших газов и пути предотвращения загрязнения окружающей среды
3. Процесс сжатия
3.1. Параметры процесса сжатия
4. Процесс сгорания
4.1. Скорость сгорания
4.2. Химические реакции при сгорании
4.3. Процесс сгорания в карбюраторном двигателе
4.4. Факторы, влияющие на процесс сгорания в карбюраторном двигателе
4.5. Детонация
4.6. Процесс сгорания топливной смеси в дизеле
4.7. Жесткая работа дизеля
5. Процесс расширения
5.1. Назначение и протекание процесса расширения
5.2. Параметры процесса расширения
Отличие действительных циклов четырехтактных двигателей от теоретических
Наибольший КПД можно теоретически получить только в результате использования термодинамического цикла, варианты которого были рассмотрены в предыдущей главе.
Важнейшие условия протекания термодинамических циклов:
· неизменность рабочего тела;
· отсутствие всяких тепловых и газодинамических потерь, кроме обязательного отвода теплоты холодильником.
В реальных поршневых ДВС механическая работа получается в результате протекания действительных циклов.
Действительным циклом двигателя называется совокупность периодически повторяющихся тепловых, химических и газодинамических процессов, в результате которых термохимическая энергия топлива преобразуется в механическую работу.
Действительные циклы имеют следующие принципиальные отличия от термодинамических циклов:
Действительные циклы являются разомкнутыми, и каждый из них осуществляется с использованием своей порции рабочего тела;
Вместо подвода теплоты в действительных циклах происходит процесс сгорания, который протекает с конечными скоростями;
Изменяется химический состав рабочего тела;
Теплоемкость рабочего тела, представляющего собой реальные газы изменяющегося химического состава, в действительных циклах постоянно меняется;
Идет постоянный теплообмен между рабочим телом и окружающими его деталями.
Все это приводит к дополнительным потерям теплоты, что в свою очередь ведет к снижению КПД действительных циклов.
Индикаторная диаграмма
Если термодинамические циклы изображают зависимость изменения абсолютного давления (р ) от изменения удельного объема (υ ), то действительные циклы изображаются как зависимости изменения давления (р ) от изменения объема (V ) (свернутая индикаторная диаграмма) или изменения давления от угла поворота коленчатого вала (φ), которая называется развернутой индикаторной диаграммой.
На рис. 1 и 2 показаны свернутая и развернутая индикаторные диаграммы четырехтактных двигателей.
Развернутая индикаторная диаграмма может быть получена экспериментально с помощью специального прибора - индикатора давления. Индикаторные диаграммы можно получить и расчетным путем на основе теплового расчета двигателя, но менее точные.
Рис. 1. Свернутая индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя
с принудительным воспламенением
Рис. 2. Развернутая индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля
Индикаторные диаграммы используются для изучения и анализа процессов, протекающих в цилиндре двигателя. Так, например, площадь свернутой индикаторной диаграммы, ограниченная линиями сжатия, сгорания и расширения, соответствует полезной или индикаторной работе L i действительного цикла. Величиной индикаторной работы характеризуется полезный эффект действительного цикла:
, (3.1)
где Q 1 - количество подведенной в действительном цикле теплоты;
Q 2 - тепловые потери действительного цикла.
В действительном цикле Q 1 зависит от массы и теплоты сгорания топлива, вводимого в двигатель за цикл.
Степень использования подводимой теплоты (или экономичность действительного цикла) оценивают индикаторным КПД η i , который представляет собой отношение теплоты, преобразованной в полезную работу L i , к теплоте подведенного в двигатель топлива Q 1 :
, (3.2)
С учетом формулы (1) формулу (2) индикаторного КПД можно записать так:
, (3.3)
Следовательно, теплоиспользование в действительном цикле зависит от величины тепловых потерь. В современных ДВС эти потери составляют 55 –70 %.
Основные составляющие тепловых потерь Q 2 :
Потери теплоты с отработавшими газами в окружающую среду;
Потери теплоты через стенки цилиндра;
Неполнота сгорания топлива из-за местного недостатка кислорода в зонах горения;
Утечка рабочего тела из рабочей полости цилиндра из-за неплотности прилегающих деталей;
Преждевременный выпуск отработавших газов.
Для сравнения степени использования теплоты в действительных и термодинамических циклах используют относительный КПД
В автомобильных двигателях η o от 0,65 до 0,8.
Действительный цикл четырехтактного двигателя совершается за два оборота коленчатого вала и состоит из следующих процессов:
Газообмена - впуск свежего заряда (см. рис. 1, кривая frak ) и выпуск отработавших газов (кривая b"b"rd );
Сжатия (кривая аkс"с" );
Сгорания (кривая c"c"zz" );
Расширения (кривая z z"b"b" ).
При впуске свежего заряда поршень движется, освобождая над собой объем, который заполняется смесью воздуха с топливом в карбюраторных двигателях и чистым воздухом в дизелях.
Начало впуска определяется открытием впускного клапана (точка f ), конец впуска - его закрытием (точка k ). Начало и конец выпуска соответствуют открытию и закрытию выпускного клапана соответственно в точках b" и d .
Не заштрихованная зона b"bb" на индикаторной диаграмме соответствует потере индикаторной работы вследствие падения давления в результате открытия выпускного клапана до прихода поршня в НМТ (предварение выпуска).
Сжатие фактически осуществляется с момента закрытия впускного клапана (кривая k-с" ). До закрытия впускного клапана (кривая а-k ) давление в цилиндре остается ниже атмосферного (p 0 ).
В конце процесса сжатия топливо воспламеняется (точка с" ) и быстро сгорает с резким нарастанием давления (точка z ).
Так как воспламенение свежего заряда происходит не в ВМТ, и сгорание протекает при продолжающемся перемещении поршня, расчетные точки с и z не соответствуют реально протекающим процессам сжатия и сгорания. В результате площадь индикаторной диаграммы (заштрихованная зона), а значит и полезная работа цикла меньше термодинамической или расчетной.
Воспламенение свежего заряда в бензиновых и газовых двигателях осуществляется от электрического разряда между электродами искровой свечи.
В дизелях топливо воспламеняется за счет теплоты нагретого от сжатия воздуха.
Образовавшиеся в результате сгорания топлива газообразные продукты создают давление на поршень, вследствие чего совершается такт расширения или рабочий ход. При этом энергия теплового расширения газа преобразуется в механическую работу.
