Рабочий цикл — это строгая последовательность рабочих процессов (тактов), периодически повторяющихся в каждом цилиндре. Каждый такт соответствует одно проходу поршня.
Рабочий цикл дизеля может совершаться как за четыре такта (за два оборота коленчатого вала), так и за два такта (за один оборот коленчатого вала). В первом случае дизель называется четырехтактным, во втором — двухтактным.
Рабочий цикл четырехтактного дизеля состоит из тех же тактов, что и рабочий цикл карбюраторного двигателя. Однако происходящие во время этих тактов процессы внутри цилиндров у карбюраторного двигателя и дизеля не одинаковы.
Во время такта впуска в цилиндр дизеля всасывается не горючая смесь, а воздух. Во время такта сжатия поступивший в цилиндр воздух сильно сжимается и вследствие этого нагревается до 500—700° С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается под большим давлением в мелкораспыленном состоянии топливо, которое, соприкасаясь с раскаленным воздухом, воспламеняется и быстро сгорает, образуя большое количество газов и выделяя тепло.
Во время такта расширения под давлением газов поршень перемещается. Процессы при этом такте, а также при такте выпуска аналогичны процессам, происходящим в четырехтактном карбюраторном двигателе.
Таким образом, в любом четырехтактном двигателе только один такт рабочий, а остальные три — вспомогательные.
Рабочий цикл двухтактного дизеля существенно отличается от рабочего цикла четырехтактного: он совершается не за два, за один оборот коленчатого вала и состоит только из двух тактов.
Рис. Основные процессы, происходящие в цилиндрах двухтактного дизеля: а — продувка; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск отработавших газов; 1 — поршень; 2 — нагнетатель; 3 — выпускной клапан; 4 — продувочные окна; 5 — ресивер блока; 6 — коленчатый вал; 7 — насос-форсунка
Первый такт (рис. а и б) происходит при перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней. Когда поршень 1 находится в нижней мертвой точке, свежий воздух под небольшим давлением поступает из нагнетателя 2 через ресивер 5 блока и продувочные окна 4 в цилиндр, вытесняя при этом остатки отработавших газов через открытый выпускной клапан 3. Когда поршень, перемещаясь вверх, перекрывает продувочные окна, а выпускной клапан закрывается, продувка цилиндра заканчивается. При дальнейшем перемещении поршня воздух в цилиндре сильно сжимается и нагревается. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке, в цилиндр через насос-форсунку 7 впрыскивается под большим давлением топливо.
Второй такт (рис. в и г). Мелкораспыленное топливо, соприкасаясь с раскаленным воздухом, сгорает; при этом выделяется большое количество тепла, температура и давление газов резко возрастают. Под действием давления газов поршень перемещается от верхней мертвой точки к нижней, вращая коленчатый вал.
Когда поршень приближается к продувочным окнам, открывается выпускной клапан и значительная часть отработавших газов вследствие большого избыточного давления выходит из цилиндра. При дальнейшем движении поршня открываются продувочные окна, в цилиндр начинает поступать из ресивера блока чистый воздух, вытесняя через открытый выпускной клапан остатки отработавших газов.
Рабочий цикл на этом завершается.
Таким образом, в двухтактном двигателе, и это является его особенностью, рабочий ход поршня совершается при. каждом обороте коленчатого вала.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Рис. 1. Идеальный цикл ВРД со сгоранием при постоянном давлении.
цикл дви́гателя термодинамический круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в пределах тракта двигателя. Различают следующие процессы изменения параметров рабочего тела: адиабатный (без обмена теплотой с окружающей средой), изобарический (при постоянном давлении), изотермический (при постоянной температуре), изохорический (при постоянном объёме), изоэнтальпийный (при постоянной энтальпии), изоэнтропийный (при постоянной энтропии).
Ц. д. можно представить в виде замкнутой линии, участки которой характеризуют отдельные процессы изменения параметров рабочего тела. Площадь, ограниченная замкнутой кривой в координатах давление р удельный объём V, пропорциональна располагаемой работе цикла. Идеальный цикл ВРД (ГТД) со сгоранием топлива при постоянном давлении цикл Брайтона состоит из адиабаты сжатия воздуха в воздухозаборнике (ПВРД) или в воздухозаборнике и компрессоре (ТРД, ТВД), изобарического теплоподвода в камере сгорания, адиабатического расширения газов в турбине и реактивном сопле и условной изобары выпуска газов с отводом теплоты при возвращении рабочего тела в исходное состояние (рис. 1). Идеальный цикл ВРД со сгоранием при постоянном объёме цикл Гэмпфри отличается от цикла со сгоранием при р = const изохорическим процессом теплоподвода и реализуется в идеальном ПуВРД (рис. 2).Р. И. Курэинер.
Рис. 2. Идеальный цикл ВРД со сгоранием при постоянном объёме.
Рис. 3. Идеальный цикл ракетного двигателя.
Энциклопедия «Авиация». - М.: Большая Российская Энциклопедия. Свищёв Г. Г.. 1998.
ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ — (Oil engine cycle) круговой процесс, по которому работают двигатели, представляющий собой замкнутую последовательность явлений, происходящих внутри рабочего цилиндра, периодически повторяющихся. Цикл Дизеля, по которому работают дизели, заключает … Морской словарь
цикл двигателя — variklio ciklas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Periodiškai pasikartojančių procesų seka šiluminiame variklyje (stūmokliniame ar kito tipo). Idealusis variklio ciklas gali būti pavaizduotas grafiškai uždara kreive, kurią sudaro linijos,… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
цикл двигателя — Рис. 1. Идеальный цикл ВРД со сгоранием при постоянном давлении. цикл двигателя термодинамический круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в… … Энциклопедия «Авиация»
Цикл двигателя — совокупность последовательных процессов, периодически происходящих в двигателе внутреннего или внешнего сгорания и обусловливающих его работу. Различают термодинамический и действительный Ц. д. В отличие от цикла термодинамического (См.… … Большая советская энциклопедия
ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ — последовательность процессов, периодически повторяющихся в тепловом двигателе (поршневом или другого типа). Идеальный Ц. д. можно представить графически в виде замкнутой кривой, составл. из линий, характеризующих отд. процессы, последовательно… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Цикл двигателя термодинамический — круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в пределах тракта двигателя. Различают следующие процессы изменения параметров рабочего тела: адиабатный (без… … Энциклопедия техники
ЦИКЛ — ЦИКЛ, цикла, муж. (греч. kyklos, букв. колесо). 1. Совокупность каких нибудь явлений, процессов, работ, совершающих законченный круг развития в течение какого нибудь промежутка времени. Производственный цикл (совокупность процессов от самого… … Толковый словарь Ушакова
цикл — сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? цикла, чему? циклу, (вижу) что? цикл, чем? циклом, о чём? о цикле; мн. что? циклы, (нет) чего? циклов, чему? циклам, (вижу) что? циклы, чем? циклами, о чём? о циклах 1. Циклом называются… … Толковый словарь Дмитриева
цикл — а; м. 1) Совокупность каких л. явлений, процессов, работ, составляющих законченный круг действия, развития чего л. Производственный цикл. Годовой цикл вращения планеты. Менструальный цикл. Короткий биологический цикл. Одногодичный цикл развития… … Словарь многих выражений
цикл — а, м. 1. Совокупность каких л. явлений, процессов, работ, составляющих законченный круг действия, развития чего л. Одногодичный цикл развития листьев. Цикл двигателя внутреннего сгорания. Цикл переменного тока. Рабочий цикл станка. □ Григорий… … Малый академический словарь
avia.academic.ru
(Oil-engine cycle) — круговой процесс, по которому работают двигатели, представляющий собой замкнутую последовательность явлений, происходящих внутри рабочего цилиндра, периодически повторяющихся. Цикл Дизеля, по которому работают дизели, заключает следующие явления: сжатие воздуха, сопровождаемое повышением температуры его до 800°, вспрыскивание жидкого топлива в этот воздух и его постепенное сгорание при постоянном давлении, расширение продуктов сгорания до давления около 2 атм, выпуск их из цилиндра и заполнение новой порцией воздуха. Цикл Отто: сжатие горючей смеси, воспламенение ее при постоянном объеме, взрыв (быстрое сгорание), расширение, выпуск и заполнение новой порцией смеси. Смешанный Ц., или Ц. Сабатэ — отличается от Ц. Дизеля тем, что часть топлива сгорает при постоянном объеме, остальная часть — при постоянном давлении. В Ц. Гемпфри расширение газов доводится до атмосферного давления. Все Ц. могут осуществляться как по четырехтактной схеме (см.), так и по двухтактной (см.).
Самойлов К. И. Морской словарь. - М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941
.
цикл двигателя — variklio ciklas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Periodiškai pasikartojančių procesų seka šiluminiame variklyje (stūmokliniame ar kito tipo). Idealusis variklio ciklas gali būti pavaizduotas grafiškai uždara kreive, kurią sudaro linijos,… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
цикл двигателя — Рис. 1. Идеальный цикл ВРД со сгоранием при постоянном давлении. цикл двигателя термодинамический круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в… … Энциклопедия «Авиация»
цикл двигателя — Рис. 1. Идеальный цикл ВРД со сгоранием при постоянном давлении. цикл двигателя термодинамический круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в… … Энциклопедия «Авиация»
Цикл двигателя — совокупность последовательных процессов, периодически происходящих в двигателе внутреннего или внешнего сгорания и обусловливающих его работу. Различают термодинамический и действительный Ц. д. В отличие от цикла термодинамического (См.… … Большая советская энциклопедия
ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ — последовательность процессов, периодически повторяющихся в тепловом двигателе (поршневом или другого типа). Идеальный Ц. д. можно представить графически в виде замкнутой кривой, составл. из линий, характеризующих отд. процессы, последовательно… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Цикл двигателя термодинамический — круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в пределах тракта двигателя. Различают следующие процессы изменения параметров рабочего тела: адиабатный (без… … Энциклопедия техники
ЦИКЛ — ЦИКЛ, цикла, муж. (греч. kyklos, букв. колесо). 1. Совокупность каких нибудь явлений, процессов, работ, совершающих законченный круг развития в течение какого нибудь промежутка времени. Производственный цикл (совокупность процессов от самого… … Толковый словарь Ушакова
цикл — сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? цикла, чему? циклу, (вижу) что? цикл, чем? циклом, о чём? о цикле; мн. что? циклы, (нет) чего? циклов, чему? циклам, (вижу) что? циклы, чем? циклами, о чём? о циклах 1. Циклом называются… … Толковый словарь Дмитриева
цикл — а; м. 1) Совокупность каких л. явлений, процессов, работ, составляющих законченный круг действия, развития чего л. Производственный цикл. Годовой цикл вращения планеты. Менструальный цикл. Короткий биологический цикл. Одногодичный цикл развития… … Словарь многих выражений
цикл — а, м. 1. Совокупность каких л. явлений, процессов, работ, составляющих законченный круг действия, развития чего л. Одногодичный цикл развития листьев. Цикл двигателя внутреннего сгорания. Цикл переменного тока. Рабочий цикл станка. □ Григорий… … Малый академический словарь
dic.academic.ru
Принцип преобразования тепловой энергии в механическую работу состоит в использовании эффекта значительного объемного расширения газообразных рабочих тел при их нагревании.
Чтобы реализовать этот принцип необходимо иметь машину с рабочей полостью переменного объема, который должен быть заполнен рабочим телом. Один их вариантов такой машины — цилиндр с поршнем, перемещение которого позволяет изменять рабочий объем. При подводе теплоты к газу, последний расширяется и, оказывая силовое воздействие на поршень, перемещает его и производит внешнюю работу:
. (1.22)
Из выражения (1.22) видно, что работа будет производиться только при увеличении объема рабочего тела, и как только возможности его расширения будут исчерпаны, преобразование прекратится. Для возобновления полезного действия машины, рабочее тело надо вернуть в исходное состояние, т. е. переместить поршень, уменьшив объем рабочего тела.
Таким образом, для непрерывного получения механической работы необходимо осуществить круговой процесс, т. е. цикл.
Циклом называется совокупность процессов, происходящих в определенной последовательности, в результате осуществления которых рабочее тело возвращается в первоначальное состояние.
На рис. 12 представлены р— v диаграммы циклов работы тепловых машин.
В реальных тепловых двигателях после осуществления каждого цикла происходит смена рабочего тела. Однако возможны и замкнутые циклы, совершаемые с одним и тем же рабочим телом путем изменения параметров его состояния. С точки зрения термодинамики эти две схемы совершенно эквивалентны.
При уменьшении объема рабочего тела будет происходить его сжатие с изменением параметров состояния. При этом, чем больше повышается давление и температура газа, тем выше поднимается кривая сжатия, и тем больше затраты работы на его осуществление. Возможны случаи, когда линия сжатия располагается выше или ниже линии расширения (см. рис. 12).
Очевидно, что при необходимости получения полезной работы имеют смысл только такие циклы, в которых работа сжатия lсж меньше работы расширения lp. Эти циклы называются прямыми (рис. 12, а). Они лежат в основе работы тепловых двигателей.
Рис. 12. Прямой (а) и обратный (б) циклы работы тепловых машин
Полезная работа прямого цикла равна разности работ расширения lр и сжатия lсж.
.
В обратных циклах
.
Работа обратного цикла отрицательна и используется в холодильных машинах.
Таким образом, в непрерывно действующем тепловом двигателе необходимо периодическое повторение прямых циклов, в которых процесс сжатия должен характеризоваться минимальной затратой работы.
Для выполнения последнего условия требуется, чтобы сжатие происходило при наименьшем повышении текущих значений температуры и давления, что может быть достигнуто только в случае отвода теплоты в период возвращения рабочего тела в состояние минимального объема.
Если теплоту не отводить, то работа затраченная на сжатие будет, по крайней мере, равна работе расширения и эффективность такой машины окажется равна нулю.
Таким образом, в любом случае непременным условием преобразования тепловой энергии в механическую, является прямой или косвенный расход теплоты, подведенной в цикле на возвращение рабочего тела в состояние минимального объема. Основным показателем эффективности циклов тепловых двигателей является их термический или термодинамический коэффициент полезного действия (КПД) ηt.
Термодинамический КПД определяет степень преобразования тепловой энергии в механическую в прямом цикле. Он представляет собой отношение величины тепловой энергии, преобразованной в механическую работу Аl, ко всей подведенной теплоте q1:
. (1.23)
В соответствии с законом сохранения энергии [формула (1.4)]
,
где q2 — количество теплоты, отведенной холодильником.
Тогда
. (1.24)
Цикл Карно
Одна из формулировок второго закона термодинамики звучит так: непременным условием преобразования теплоты в механическую работу является процесс передачи теплоты холодильнику. Поэтому важным вопросом является определение максимального КПД тепловых двигателей, работающих на идеальных газах.
Изучая эту проблему, французский инженер Карно в 1824 г. предложил цикл, который состоит только из обратимых процессов, совершаемый с идеальным газом. При этом Карно использовал такие процессы, которые наилучшим образом удовлетворяют своему назначению в цикле.
Знание данного цикла важно потому, что ни один из обратимых циклов не может иметь термический КПД выше термического КПД цикла Карно, осуществляемого при тех же перепадах температур.
Подвод и отвод теплоты в цикле Карно осуществляется изотермически, процессы сжатия и расширения протекают адиабатно, т. е. наиболее экономичным способом без тепловых потерь.
Двигатель, работающий по циклу Карно, представляет собой поршневую машину, цилиндр которой заполнен идеальным газом. Газ периодически контактирует с источником тепла, имеющим температуру Т1, или с холодильником, имеющим температуру Т2 (рис. 13).
Пусть газ имеет первоначальную температуру Т1 и давление р1 (точка 1). При нагревании газа от источника тепла происходит медленное изотермическое расширение (кривая 1—2) с подводом теплоты q1. После этого источник тепла удаляется и газ самопроизвольно расширяется без внешнего теплообмена (кривая 2—3) до температуры Т2 (точка 3). В процессе адиабатного расширения работа совершается за счет уменьшения внутренней энергии рабочего тела.
При осуществлении процесса расширения двигатель производит работу.
Рис. 13. р—v диаграмма цикла Карно
По окончании расширения цилиндр соприкасается с холодильником и осуществляется отвод тепла q2 в холодильник (кривая 3—4), при этом рабочее тело меняет значения своих параметров, уменьшаясь в объеме, а его давление увеличивается. Затем рабочее тело возвращается в исходное состояние путем адиабатного сжатия (кривая 4—1).
В результате цикла Карно рабочее тело совершает полезную работу, соответствующую площади, заключенной внутри контура 1—2—3—4.
Эта работа эквивалентна разности между подведенной (q1) и отведенной (q2) теплотой, т. е.
.
Тогда термический КПД цикла Карно на основании формул (2) и (3) можно представить как
.
Для изотермических процессов
,
.
Отсюда
.
Здесь отношения объемов v3/v4 и v2/v1 равны. Тогда
. (1.25)
poznayka.org
Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.
ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ — (Oil engine cycle) круговой процесс, по которому работают двигатели, представляющий собой замкнутую последовательность явлений, происходящих внутри рабочего цилиндра, периодически повторяющихся. Цикл Дизеля, по которому работают дизели, заключает … Морской словарь
цикл двигателя — variklio ciklas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Periodiškai pasikartojančių procesų seka šiluminiame variklyje (stūmokliniame ar kito tipo). Idealusis variklio ciklas gali būti pavaizduotas grafiškai uždara kreive, kurią sudaro linijos,… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
цикл двигателя — Рис. 1. Идеальный цикл ВРД со сгоранием при постоянном давлении. цикл двигателя термодинамический круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в… … Энциклопедия «Авиация»
цикл двигателя — Рис. 1. Идеальный цикл ВРД со сгоранием при постоянном давлении. цикл двигателя термодинамический круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в… … Энциклопедия «Авиация»
Цикл двигателя — совокупность последовательных процессов, периодически происходящих в двигателе внутреннего или внешнего сгорания и обусловливающих его работу. Различают термодинамический и действительный Ц. д. В отличие от цикла термодинамического (См.… … Большая советская энциклопедия
ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ — последовательность процессов, периодически повторяющихся в тепловом двигателе (поршневом или другого типа). Идеальный Ц. д. можно представить графически в виде замкнутой кривой, составл. из линий, характеризующих отд. процессы, последовательно… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Цикл двигателя термодинамический — круговой процесс, совершаемый рабочим телом и состоящий из совокупности термодинамических процессов изменения состояния рабочего тела в пределах тракта двигателя. Различают следующие процессы изменения параметров рабочего тела: адиабатный (без… … Энциклопедия техники
ЦИКЛ — ЦИКЛ, цикла, муж. (греч. kyklos, букв. колесо). 1. Совокупность каких нибудь явлений, процессов, работ, совершающих законченный круг развития в течение какого нибудь промежутка времени. Производственный цикл (совокупность процессов от самого… … Толковый словарь Ушакова
цикл — сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? цикла, чему? циклу, (вижу) что? цикл, чем? циклом, о чём? о цикле; мн. что? циклы, (нет) чего? циклов, чему? циклам, (вижу) что? циклы, чем? циклами, о чём? о циклах 1. Циклом называются… … Толковый словарь Дмитриева
цикл — а; м. 1) Совокупность каких л. явлений, процессов, работ, составляющих законченный круг действия, развития чего л. Производственный цикл. Годовой цикл вращения планеты. Менструальный цикл. Короткий биологический цикл. Одногодичный цикл развития… … Словарь многих выражений
цикл — а, м. 1. Совокупность каких л. явлений, процессов, работ, составляющих законченный круг действия, развития чего л. Одногодичный цикл развития листьев. Цикл двигателя внутреннего сгорания. Цикл переменного тока. Рабочий цикл станка. □ Григорий… … Малый академический словарь
dic.academic.ru
