ไดอะแกรมตัวบ่งชี้ โปรแกรมรอบการทำงานและตัวบ่งชี้เครื่องยนต์ แผนภูมิตัวบ่งชี้เครื่องยนต์ดีเซล

ขอแนะนำให้ศึกษาการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบจริงโดยใช้แผนภาพที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในกระบอกสูบขึ้นอยู่กับตำแหน่งของลูกสูบโดยรวม

วงจร ไดอะแกรมดังกล่าวซึ่งถ่ายโดยใช้อุปกรณ์บ่งชี้พิเศษเรียกว่าไดอะแกรมตัวบ่งชี้ พื้นที่ของรูปปิดของแผนภาพตัวบ่งชี้แสดงให้เห็นในระดับหนึ่งที่ตัวบ่งชี้การทำงานของก๊าซในรอบเดียว

ในรูป รูปที่ 7.6.1 แสดงไดอะแกรมตัวบ่งชี้ของเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยเชื้อเพลิงที่เผาไหม้เร็วที่ปริมาตรคงที่ ในฐานะที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์เหล่านี้จะใช้น้ำมันเบนซินไฟส่องสว่างหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแอลกอฮอล์ ฯลฯ

เมื่อลูกสูบเคลื่อนจากตำแหน่งตายด้านซ้ายไปทางขวาสุด ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะถูกดูดเข้าไปทางวาล์วดูด ซึ่งประกอบด้วยไอระเหยและอนุภาคขนาดเล็กของเชื้อเพลิงและอากาศ กระบวนการนี้แสดงไว้ในแผนภาพเส้นโค้ง 0-1 ซึ่งเรียกว่าเส้นดูด เห็นได้ชัดว่าเส้น 0-1 ไม่ใช่กระบวนการทางอุณหพลศาสตร์เนื่องจากพารามิเตอร์หลักไม่เปลี่ยนแปลง แต่เฉพาะมวลและปริมาตรของส่วนผสมในกระบอกสูบเท่านั้นที่เปลี่ยนไป เมื่อลูกสูบเคลื่อนกลับ วาล์วดูดจะปิดลง และส่วนผสมที่ติดไฟได้จะถูกบีบอัด กระบวนการบีบอัดในแผนภาพแสดงด้วยเส้นโค้ง 1-2 ซึ่งเรียกว่าเส้นบีบอัด ที่จุดที่ 2 เมื่อลูกสูบยังไม่ถึงตำแหน่งตายด้านซ้าย ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะถูกจุดด้วยประกายไฟฟ้า การเผาไหม้ของส่วนผสมที่ติดไฟได้เกิดขึ้นเกือบจะในทันที กล่าวคือ เกือบจะในปริมาตรคงที่ กระบวนการนี้แสดงไว้ในแผนภาพโดยเส้นโค้ง 2-3 จากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง อุณหภูมิของก๊าซจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและแรงดันเพิ่มขึ้น (จุดที่ 3) จากนั้นผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ก็ขยายตัว ลูกสูบเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งตายที่ถูกต้อง และก๊าซก็ทำงานได้อย่างมีประโยชน์ บนไดอะแกรมตัวบ่งชี้ กระบวนการขยายจะแสดงด้วยเส้นโค้ง 3-4 เส้น เรียกว่าเส้นขยาย ที่จุดที่ 4 วาล์วไอเสียจะเปิดขึ้นและแรงดันในกระบอกสูบจะลดลงจนเกือบเป็นแรงดันภายนอก ด้วยการเคลื่อนที่ของลูกสูบจากขวาไปซ้ายเพิ่มเติม ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้จะถูกลบออกจากกระบอกสูบผ่านวาล์วไอเสียที่ความดันที่สูงกว่าความดันบรรยากาศเล็กน้อย กระบวนการนี้แสดงไว้ในแผนภาพเส้นโค้ง 4-0 และเรียกว่าท่อระบายไอเสีย

พลังที่มีประสิทธิภาพ N e คือกำลังที่ได้รับจากเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ มันน้อยกว่ากำลังของตัวบ่งชี้ N i โดยปริมาณพลังงานที่ใช้ไปกับแรงเสียดทานในเครื่องยนต์ (แรงเสียดทานของลูกสูบกับผนังกระบอกสูบ, วารสารเพลาข้อเหวี่ยงกับแบริ่ง ฯลฯ ) และการกระตุ้นกลไกเสริม (กลไกการจ่ายแก๊ส, พัดลม, น้ำ, ปั๊มน้ำมันและเชื้อเพลิง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ)

ในการกำหนดมูลค่าของกำลังที่มีประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ คุณสามารถใช้สูตรข้างต้นสำหรับกำลังที่ระบุ โดยแทนที่แรงดันที่ระบุโดยเฉลี่ย p i ในนั้นด้วยแรงดันเฉลี่ย p e (p e น้อยกว่า p i โดยจำนวนการสูญเสียทางกลใน เครื่องยนต์)

ไฟแสดงสถานะ Ni คือกำลังที่พัฒนาโดยก๊าซภายในกระบอกสูบเครื่องยนต์ หน่วยกำลังคือแรงม้า (แรงม้า) หรือกิโลวัตต์ (กิโลวัตต์) 1 ลิตร กับ. = 0.7355 กิโลวัตต์

ในการกำหนดกำลังที่ระบุของเครื่องยนต์ จำเป็นต้องทราบค่าเฉลี่ยของแรงดันที่ระบุ p i.e. ค่าคงที่ความดันแบบมีเงื่อนไขในขนาด ซึ่งกระทำกับลูกสูบเพียงรอบเดียวของการเผาไหม้-การขยายตัว สามารถทำงานได้เท่ากับงาน ของก๊าซในกระบอกสูบตลอดวงจร

สมดุลความร้อนหมายถึง การกระจายความร้อนที่ปรากฎในเครื่องยนต์ระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงให้กลายเป็นความร้อนที่มีประโยชน์เพื่อให้รถทำงานได้เต็มประสิทธิภาพและความร้อนซึ่งมีคุณสมบัติเป็นการสูญเสียความร้อนได้ มีการสูญเสียความร้อนพื้นฐานดังกล่าว:

• เกิดจากการเอาชนะแรงเสียดทาน
• ที่เกิดจากการแผ่รังสีความร้อนจากพื้นผิวภายนอกที่ร้อนของเครื่องยนต์
• การสูญเสียจากการขับเคลื่อนของกลไกเสริมบางอย่าง

ระดับสมดุลความร้อนปกติของเครื่องยนต์อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับโหมดการทำงาน กำหนดโดยผลการทดสอบในสภาวะที่มีอุณหภูมิคงที่ สมดุลความร้อนช่วยกำหนดระดับความสอดคล้องกับการออกแบบเครื่องยนต์และความประหยัดของการทำงาน จากนั้นจึงใช้มาตรการเพื่อปรับกระบวนการบางอย่างเพื่อให้ทำงานได้ดีขึ้น

ขอแนะนำให้ศึกษาการทำงานของเครื่องยนต์ลูกสูบจริงโดยใช้แผนภาพที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในกระบอกสูบขึ้นอยู่กับตำแหน่งของลูกสูบโดยรวม

วงจร ไดอะแกรมดังกล่าวซึ่งถ่ายโดยใช้อุปกรณ์บ่งชี้พิเศษเรียกว่าไดอะแกรมตัวบ่งชี้ พื้นที่ของรูปปิดของแผนภาพตัวบ่งชี้แสดงให้เห็นในระดับหนึ่งที่ตัวบ่งชี้การทำงานของก๊าซในรอบเดียว

ในรูป รูปที่ 7.6.1 แสดงไดอะแกรมตัวบ่งชี้ของเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยเชื้อเพลิงที่เผาไหม้เร็วที่ปริมาตรคงที่ ในฐานะที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์เหล่านี้จะใช้น้ำมันเบนซินไฟส่องสว่างหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแอลกอฮอล์ ฯลฯ

เมื่อลูกสูบเคลื่อนจากตำแหน่งตายด้านซ้ายไปทางขวาสุด ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะถูกดูดเข้าไปทางวาล์วดูด ซึ่งประกอบด้วยไอระเหยและอนุภาคขนาดเล็กของเชื้อเพลิงและอากาศ กระบวนการนี้แสดงไว้ในแผนภาพเส้นโค้ง 0-1 ซึ่งเรียกว่าเส้นดูด เห็นได้ชัดว่าเส้น 0-1 ไม่ใช่กระบวนการทางอุณหพลศาสตร์เนื่องจากพารามิเตอร์หลักไม่เปลี่ยนแปลง แต่เฉพาะมวลและปริมาตรของส่วนผสมในกระบอกสูบเท่านั้นที่เปลี่ยนไป เมื่อลูกสูบเคลื่อนกลับ วาล์วดูดจะปิดลง และส่วนผสมที่ติดไฟได้จะถูกบีบอัด กระบวนการบีบอัดในแผนภาพแสดงด้วยเส้นโค้ง 1-2 ซึ่งเรียกว่าเส้นบีบอัด ที่จุดที่ 2 เมื่อลูกสูบยังไม่ถึงตำแหน่งตายด้านซ้าย ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะถูกจุดด้วยประกายไฟฟ้า การเผาไหม้ของส่วนผสมที่ติดไฟได้เกิดขึ้นเกือบจะในทันที กล่าวคือ เกือบจะในปริมาตรคงที่ กระบวนการนี้แสดงไว้ในแผนภาพโดยเส้นโค้ง 2-3 จากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง อุณหภูมิของก๊าซจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและแรงดันเพิ่มขึ้น (จุดที่ 3) จากนั้นผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ก็ขยายตัว ลูกสูบเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งตายที่ถูกต้อง และก๊าซก็ทำงานได้อย่างมีประโยชน์ บนไดอะแกรมตัวบ่งชี้ กระบวนการขยายจะแสดงด้วยเส้นโค้ง 3-4 เส้น เรียกว่าเส้นขยาย ที่จุดที่ 4 วาล์วไอเสียจะเปิดขึ้นและแรงดันในกระบอกสูบจะลดลงจนเกือบเป็นแรงดันภายนอก ด้วยการเคลื่อนที่ของลูกสูบจากขวาไปซ้ายเพิ่มเติม ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้จะถูกลบออกจากกระบอกสูบผ่านวาล์วไอเสียที่ความดันที่สูงกว่าความดันบรรยากาศเล็กน้อย กระบวนการนี้แสดงไว้ในแผนภาพเส้นโค้ง 4-0 และเรียกว่าท่อระบายไอเสีย

กระบวนการทำงานที่พิจารณาแล้วเสร็จสิ้นในสี่จังหวะของลูกสูบ (รอบ) หรือในสองรอบของเพลา เครื่องยนต์ดังกล่าวเรียกว่าสี่จังหวะ

จากคำอธิบายการทำงานของกระบวนการเครื่องยนต์สันดาปภายในจริงที่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิงอย่างรวดเร็วที่ปริมาตรคงที่ จะเห็นได้ว่าไม่ได้ปิด มันมีสัญญาณทั้งหมดของกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้: แรงเสียดทาน ปฏิกิริยาเคมีในของเหลวทำงาน ความเร็วของลูกสูบสุดท้าย การถ่ายเทความร้อนที่ความแตกต่างของอุณหภูมิจำกัด ฯลฯ

พิจารณาวัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์ในอุดมคติของเครื่องยนต์ที่มีการจ่ายความร้อนแบบไอโซคอริก (v=const) ซึ่งประกอบด้วยไอโซคอร์สองไอโซคอร์และอะเดียแบตสองตัว

ในรูป 70.2 และ 70.3 แสดงวงจรใน - และ - ไดอะแกรม ซึ่งดำเนินการดังนี้

ก๊าซในอุดมคติที่มีพารามิเตอร์เริ่มต้นและถูกบีบอัดตามแนวอะเดียแบติก 1-2 ถึงจุดที่ 2 ปริมาณความร้อนจะถูกรายงานไปยังของไหลทำงานตามไอโซคอร์ 2-3 จากจุดที่ 3 ร่างกายการทำงานจะขยายไปตามอะเดียแบติก 3-4 ในที่สุด ตามไอโซคอร์ 4-1 ของไหลทำงานจะกลับสู่สถานะเดิม ในขณะที่ปริมาณความร้อนถูกกำจัดไปยังฮีตซิงก์ ลักษณะของรอบคืออัตราส่วนการอัดและอัตราส่วนความดัน

เรากำหนดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักรนี้ โดยสมมติว่าความจุความร้อนและค่าคงที่:

ปริมาณความร้อนที่จ่ายไปและปริมาณความร้อนที่ระบายออก

จากนั้นประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักร

ข้าว. 7.6.2 รูปที่ 7.6.3

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจรที่มีการป้อนความร้อนที่ปริมาตรคงที่

. (7.6.1) (17:1)

จากสมการ (70.1) ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักรนั้นขึ้นอยู่กับระดับของการบีบอัดและดัชนีอะเดียแบติกหรือธรรมชาติของของไหลทำงาน ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นและ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนไม่ได้ขึ้นอยู่กับระดับของแรงดันที่เพิ่มขึ้น

โดยคำนึงถึง - ไดอะแกรม (รูปที่ 70.3) ประสิทธิภาพจะพิจารณาจากอัตราส่วนของพื้นที่:

\u003d (pl. 6235-pl. 6145) / ตร. 6235 = พี 1234/บ. 6235.

เป็นไปได้อย่างชัดเจนมากที่จะแสดงการพึ่งพาประสิทธิภาพในการเพิ่มขึ้นในไดอะแกรม (รูปที่ 7.70.3)

หากพื้นที่ของปริมาณความร้อนที่ให้มามีค่าเท่ากันในสองรอบ (pl. 67810 = pl. 6235) แต่ที่ระดับการบีบอัดที่ต่างกัน ประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นสำหรับรอบที่มีระดับการบีบอัดที่สูงขึ้น เนื่องจากปริมาณที่น้อยกว่า ของความร้อนจะถูกลบออกไปที่ตัวระบายความร้อนเช่น pl. 61910<пл. 6145.

อย่างไรก็ตาม การเพิ่มอัตราส่วนการอัดถูกจำกัดโดยความเป็นไปได้ของการเกิดประกายไฟด้วยตัวเองก่อนเวลาอันควรของส่วนผสมที่ติดไฟได้ ซึ่งขัดขวางการทำงานปกติของเครื่องยนต์ นอกจากนี้ ที่อัตราส่วนการอัดสูง อัตราการเผาไหม้ของส่วนผสมจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดการระเบิด (การเผาไหม้แบบระเบิด) ซึ่งลดประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลงอย่างมาก และอาจนำไปสู่การแตกหักของชิ้นส่วนได้ ดังนั้นต้องใช้อัตราส่วนการอัดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเชื้อเพลิงแต่ละชนิด อัตราการบีบอัดในเครื่องยนต์ที่ทำการศึกษาจะแตกต่างกันไปตามประเภทของเชื้อเพลิงตั้งแต่ 4 ถึง 9

ดังนั้น จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนการอัดสูงไม่สามารถใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าคงที่ได้ ในเรื่องนี้เครื่องยนต์ที่ถือว่ามีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ

งานเฉพาะที่มีประโยชน์เชิงทฤษฎีของสารทำงานขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของกระบวนการขยายและการหดตัวของของไหลทำงาน การเพิ่มความแตกต่างของแรงดันเฉลี่ยระหว่างส่วนต่อขยายและสายการอัดทำให้สามารถลดขนาดของกระบอกสูบเครื่องยนต์ได้ หากเราแสดงความดันเฉลี่ยผ่านแล้วงานเฉพาะที่เป็นประโยชน์เชิงทฤษฎีของสารทำงานจะเป็น

ความดันเรียกว่าแรงดันเฉลี่ยของตัวบ่งชี้ (หรือแรงดันรอบเฉลี่ย) นั่นคือความดันคงที่แบบมีเงื่อนไขภายใต้อิทธิพลที่ลูกสูบทำงานในช่วงจังหวะเดียวเท่ากับการทำงานของวงจรทฤษฎีทั้งหมด

หมุนเวียนด้วยปริมาณความร้อนในกระบวนการ

การศึกษาวงจรที่มีการจ่ายความร้อนที่ปริมาตรคงที่แสดงให้เห็นว่าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์ตามรอบนี้ จำเป็นต้องใช้อัตราส่วนการอัดสูง แต่การเพิ่มขึ้นนี้จำกัดด้วยอุณหภูมิที่จุดติดไฟได้เองของส่วนผสมที่ติดไฟได้ อย่างไรก็ตาม หากต้องสร้างการอัดอากาศและเชื้อเพลิงแยกกัน ข้อจำกัดนี้จะหายไป อากาศที่มีกำลังอัดสูงมีอุณหภูมิสูงจนเชื้อเพลิงที่จ่ายไปยังกระบอกสูบจะจุดไฟได้เองโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์จุดระเบิดพิเศษใดๆ และสุดท้าย การอัดอากาศและเชื้อเพลิงที่แยกจากกันทำให้สามารถใช้เชื้อเพลิงเหลวที่มีน้ำหนักและราคาถูกได้ เช่น น้ำมัน น้ำมันเชื้อเพลิง เรซิน น้ำมันถ่านหิน ฯลฯ

ข้อได้เปรียบที่สูงดังกล่าวเกิดจากเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยการเผาไหม้เชื้อเพลิงทีละน้อยที่ความดันคงที่ ในนั้นอากาศถูกบีบอัดในกระบอกสูบเครื่องยนต์และเชื้อเพลิงเหลวถูกพ่นด้วยอากาศอัดจากคอมเพรสเซอร์ การบีบอัดแบบแยกส่วนช่วยให้สามารถใช้อัตราส่วนการอัดสูง (สูงถึง ) และกำจัดการจุดระเบิดด้วยตัวเองของเชื้อเพลิงก่อนเวลาอันควร กระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ความดันคงที่นั้นทำให้มั่นใจได้โดยการปรับหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงอย่างเหมาะสม การสร้างเครื่องยนต์ดังกล่าวมีความเกี่ยวข้องกับชื่อของวิศวกรชาวเยอรมันชื่อดีเซล ซึ่งเป็นคนแรกที่พัฒนาการออกแบบเครื่องยนต์ดังกล่าว

พิจารณาวงจรเครื่องยนต์ในอุดมคติด้วยการเผาไหม้เชื้อเพลิงทีละน้อยที่แรงดันคงที่ กล่าวคือ วงจรที่มีการจ่ายความร้อนที่แรงดันคงที่ ในรูป 70.4 และ 70.5 รอบนี้แสดงในไดอะแกรม จะดำเนินการดังนี้ ของเหลวทำงานที่เป็นแก๊สที่มีพารามิเตอร์เริ่มต้น , , ถูกบีบอัดตามแนวอะเดียแบติก 1-2; จากนั้นความร้อนจำนวนหนึ่งจะถูกส่งไปยังร่างกายตามไอโซบาร์ 2-3 อัน จากจุดที่ 3 ร่างกายการทำงานจะขยายไปตามอะเดียแบติก 3-4 และสุดท้าย ตลอด 4-1 isochore ของไหลทำงานจะกลับสู่สถานะเดิม ในขณะที่ความร้อนถูกกำจัดไปที่ฮีตซิงก์

ลักษณะของรอบคืออัตราส่วนการอัดและอัตราส่วนก่อนการขยายตัว

ให้เรากำหนดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักรโดยสมมติว่าความจุความร้อนและอัตราส่วนคงที่:

ปริมาณความร้อนที่ให้มา

ปริมาณความร้อนออก

ประสิทธิภาพของวงจรความร้อน

ข้าว. 7.6.4 รูปที่ 7.6.5

แรงดันตัวบ่งชี้เฉลี่ยในรอบที่มีการจ่ายความร้อนที่ ถูกกำหนดจากสูตร

ความดันตัวบ่งชี้เฉลี่ยเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นและ

วงจรที่มีการจ่ายความร้อนในกระบวนการที่ และ หรือวงจรที่มีการจ่ายความร้อนแบบผสม

เครื่องยนต์ที่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิงแบบค่อยเป็นค่อยไปมีข้อเสียบางประการ หนึ่งในนั้นคือการมีคอมเพรสเซอร์ที่ใช้จ่ายเชื้อเพลิง ซึ่งใช้กำลังเครื่องยนต์ 6-10% ของกำลังเครื่องยนต์ทั้งหมด ซึ่งทำให้การออกแบบซับซ้อนและลดประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ นอกจากนี้ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ปั๊ม หัวฉีด ฯลฯ ที่ซับซ้อน

ความปรารถนาที่จะลดความซับซ้อนและปรับปรุงการทำงานของเครื่องยนต์ดังกล่าวได้นำไปสู่การสร้างเครื่องยนต์ที่ไม่มีคอมเพรสเซอร์ซึ่งเชื้อเพลิงจะถูกทำให้เป็นละอองทางกลไกที่ความดัน 50–70 MPa โครงการของเครื่องยนต์ที่มีกำลังอัดสูงแบบไม่มีคอมเพรสเซอร์พร้อมการจ่ายความร้อนแบบผสมได้รับการพัฒนาโดยวิศวกรชาวรัสเซีย G.V. Trinkler เครื่องยนต์นี้ไม่มีข้อบกพร่องของเครื่องยนต์ที่ถอดประกอบทั้งสองประเภท เชื้อเพลิงเหลวถูกจ่ายโดยปั๊มเชื้อเพลิงผ่านหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงไปยังฝาสูบในรูปของละอองขนาดเล็ก เมื่อเข้าสู่อากาศร้อน เชื้อเพลิงจะจุดประกายและเผาไหม้ตามธรรมชาติตลอดระยะเวลาขณะที่หัวฉีดเปิดอยู่: อันดับแรกที่ปริมาตรคงที่ ตามด้วยแรงดันคงที่

วงจรในอุดมคติของเครื่องยนต์ที่มีการป้อนความร้อนแบบผสมจะแสดงในแผนภาพ - และ - ในรูปที่ 70.6 และ 70.7

ให้เรากำหนดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักร โดยที่ความจุความร้อน และเลขชี้กำลังอะเดียแบติกจะคงที่:

ส่วนแรกของปริมาณความร้อนที่ให้มา

ส่วนแบ่งที่สองของปริมาณความร้อนที่ให้มา

ปริมาณความร้อนที่ถูกลบออก

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องยนต์ 2 จังหวะและ 4 จังหวะคือวิธีการแลกเปลี่ยนก๊าซ - การทำความสะอาดกระบอกสูบจากผลิตภัณฑ์การเผาไหม้และชาร์จด้วยอากาศบริสุทธิ์หรือส่วนผสมที่ร้อน

อุปกรณ์จ่ายแก๊สของเครื่องยนต์ 2 จังหวะ - ช่องในซับในกระบอกสูบ ถูกบล็อกโดยลูกสูบ และวาล์วหรือหลอด

รอบการทำงาน:

หลังจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง กระบวนการขยายตัวของก๊าซ (จังหวะการทำงาน) จะเริ่มต้นขึ้น ลูกสูบเคลื่อนไปที่จุดศูนย์กลางตายด้านล่าง (BDC) เมื่อสิ้นสุดกระบวนการขยาย ลูกสูบ 1 จะเปิดช่องทางเข้า (หน้าต่าง) 3 (จุด b) หรือวาล์วไอเสียเปิดออก เพื่อสื่อสารช่องของกระบอกสูบผ่านท่อร่วมไอเสียกับบรรยากาศ ในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้จะออกจากกระบอกสูบและความดันในกระบอกสูบจะลดลงจนถึงความดันอากาศในการไล่อากาศ Pd ที่จุด d ลูกสูบจะเปิดหน้าต่างล้าง 2 ซึ่งส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะถูกส่งไปยังกระบอกสูบที่แรงดัน 1.23-1.42 บาร์ ตกต่อไปช้าลงเพราะ อากาศเข้าสู่กระบอกสูบ จากจุด d ถึง BDC หน้าต่างทางออกและการล้างข้อมูลจะเปิดพร้อมกัน ช่วงเวลาที่ช่องระบายและช่องระบายอากาศเปิดพร้อมกันเรียกว่าการล้าง ในช่วงเวลานี้กระบอกสูบจะเต็มไปด้วยส่วนผสมของอากาศและผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้จะถูกแทนที่

จังหวะที่สองสอดคล้องกับจังหวะลูกสูบจากศูนย์ตายล่างขึ้นบน ในช่วงเริ่มต้นของจังหวะ กระบวนการล้างจะดำเนินต่อไป จุด f - จุดสิ้นสุดของการล้าง - การปิดหน้าต่างทางเข้า เมื่อถึงจุด a หน้าต่างทางออกจะปิดและเริ่มกระบวนการบีบอัด ความดันในกระบอกสูบเมื่อสิ้นสุดการชาร์จจะสูงกว่าความดันบรรยากาศเล็กน้อย ขึ้นอยู่กับความกดอากาศในการล้าง นับตั้งแต่วินาทีที่การล้างเสร็จสิ้นและหน้าต่างไอเสียปิดสนิท กระบวนการบีบอัดจะเริ่มขึ้น เมื่อลูกสูบไม่ถึง 10-30 องศาตามมุมการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงไปที่ TDC (จุด c /) เชื้อเพลิงจะถูกส่งไปยังกระบอกสูบผ่านหัวฉีดหรือส่วนผสมจะติดไฟและวงจรจะเกิดซ้ำ

ด้วยขนาดกระบอกสูบและความเร็วในการหมุนที่เท่ากัน พลังของ 2 จังหวะจึงมากกว่า 1.5-1.7 เท่า

ความดันเฉลี่ยของแผนภาพ ICE ทางทฤษฎี

ตัวบ่งชี้ความดันเฉลี่ยของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

นี่เป็นแรงดันคงที่ตามเงื่อนไข ซึ่งทำงานบนลูกสูบ ทำงานเท่ากับงานภายในของแก๊สตลอดวงจรการทำงานทั้งหมด

ในทางกราฟิก p i ในระดับหนึ่งเท่ากับความสูงของสี่เหลี่ยมผืนผ้า mm / hh / เท่ากับพื้นที่กับพื้นที่ของไดอะแกรมและมีความยาวเท่ากัน

f- พื้นที่ของแผนภาพตัวบ่งชี้ (มม. 2)

ล.- ความยาวของแผนภาพดัชนี - mh

k p - ระดับแรงดัน (Pa/mm)

แรงดันเฉลี่ยที่มีประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

นี่คือผลคูณของประสิทธิภาพทางกลและแรงดันเฉลี่ยของตัวบ่งชี้

โดยที่ η mech =N e /N i . ระหว่างการทำงานปกติ η mech =0.7-0.85

ประสิทธิภาพทางกลของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

η ขน \u003d N e / N i

อัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิผลต่อกำลังของตัวบ่งชี้

ระหว่างการทำงานปกติ η mech =0.7-0.85

ตัวบ่งชี้กำลังของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ดัชนี กำลังเครื่องยนต์ที่ได้รับภายในล้อสามารถกำหนดได้โดยใช้ไดอะแกรมตัวบ่งชี้ที่ถ่ายโดยอุปกรณ์พิเศษ - ตัวบ่งชี้

Ind.power - งานที่ทำโดยของเหลวทำงานในกระบอกสูบเครื่องยนต์ในหน่วยเวลา

กำลังส่วนบุคคลของหนึ่งกระบอก -

k- กำลังเครื่องยนต์

การกระจัดของกระบอกสูบ V

n คือจำนวนการเคลื่อนไหวการทำงาน

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

กำลังที่มีประโยชน์ที่นำมาจากเพลาข้อเหวี่ยง

N e \u003d N ฉัน -N tr

N tr - ผลรวมของการสูญเสียพลังงานอันเนื่องมาจากแรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของเครื่องยนต์และเพื่อกระตุ้นกลไกเสริม (ปั๊ม, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, พัดลม, ฯลฯ )

การกำหนดกำลังที่มีประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ในสภาพห้องปฏิบัติการหรือระหว่างการทดสอบแบบตั้งโต๊ะนั้นดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์เบรกแบบพิเศษ - เครื่องกล ไฮดรอลิกหรือไฟฟ้า

วัฏจักรการทำงาน - ชุดของกระบวนการความร้อน เคมี และแก๊สไดนามิก ทำซ้ำเป็นระยะๆ ในกระบอกสูบเครื่องยนต์เพื่อแปลงพลังงานความร้อนของเชื้อเพลิงเป็นพลังงานกล วัฏจักรประกอบด้วยห้ากระบวนการ: การบริโภค, การบีบอัด, การเผาไหม้ (การเผาไหม้), การขยายตัว, การปลดปล่อย
เครื่องยนต์สี่จังหวะดีเซลและคาร์บูเรเตอร์ติดตั้งบนรถแทรกเตอร์และยานพาหนะที่ใช้ในอุตสาหกรรมไม้และป่าไม้ ยานพาหนะป่าไม้ส่วนใหญ่ติดตั้งเครื่องยนต์ดีเซลสี่จังหวะ
ในระหว่างกระบวนการไอดี กระบอกสูบของเครื่องยนต์จะเต็มไปด้วยประจุใหม่ ซึ่งเป็นอากาศบริสุทธิ์สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลหรือส่วนผสมของอากาศบริสุทธิ์ที่ติดไฟได้กับเชื้อเพลิง (แก๊ส) สำหรับเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์และเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้แก๊ส ส่วนผสมของอากาศที่ติดไฟได้กับเชื้อเพลิงที่กระจายตัวอย่างละเอียด ไอระเหย หรือก๊าซที่ติดไฟได้จะต้องทำให้เปลวไฟด้านหน้ากระจายไปทั่วพื้นที่ที่ถูกครอบครอง
ในระหว่างการอัด กระบอกสูบจะบีบอัดส่วนผสมที่ใช้งานได้ซึ่งประกอบด้วยประจุใหม่และก๊าซตกค้าง (คาร์บูเรเตอร์และเครื่องยนต์ที่ใช้แก๊ส) หรือประจุใหม่ เชื้อเพลิงที่เป็นอะตอมและก๊าซตกค้าง (ดีเซล เครื่องยนต์หลายเชื้อเพลิงและหัวฉีดเบนซิน และเครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้แก๊ส)
ก๊าซที่เหลือจะเรียกว่าผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่เหลืออยู่หลังจากรอบที่แล้วเสร็จและเข้าร่วมในรอบถัดไป
ในเครื่องยนต์ที่มีส่วนผสมภายนอก วงจรการทำงานจะดำเนินไปในสี่รอบ: ไอดี การบีบอัด การขยายตัว และไอเสีย จังหวะไอดี (รูปที่ 4.2a) ลูกสูบ 1 ภายใต้อิทธิพลของการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง 9 และก้านสูบ 5 เคลื่อนไปที่ BDC สร้างสุญญากาศในกระบอกสูบ 2 ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ส่วนผสมที่ติดไฟได้ใหม่เข้าสู่ท่อ 3 ผ่านวาล์วทางเข้า 4 เข้าสู่กระบอกสูบ 2 .

จังหวะการอัด (รูปที่ 4.2b) หลังจากเติมกระบอกสูบด้วยประจุใหม่วาล์วไอดีจะปิดและลูกสูบเคลื่อนไปที่ TDC จะบีบอัดส่วนผสมที่ใช้งาน สิ่งนี้จะเพิ่มอุณหภูมิและความดันในกระบอกสูบ เมื่อสิ้นสุดรอบ ส่วนผสมการทำงานจะจุดประกายโดยประกายไฟที่เกิดขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าของหัวเทียน 5 และกระบวนการเผาไหม้จะเริ่มต้นขึ้น
จังหวะขยายหรือจังหวะกำลัง (รูปที่ 4.2e) อันเป็นผลมาจากการเผาไหม้ของส่วนผสมการทำงานทำให้เกิดก๊าซ (ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้) อุณหภูมิและความดันซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อลูกสูบถึง TDC ภายใต้อิทธิพลของแรงดันแก๊สสูง ลูกสูบจะเคลื่อนไปที่ BDC ในขณะที่ทำงานที่มีประโยชน์ซึ่งส่งผ่านไปยังเพลาข้อเหวี่ยงที่หมุนได้
ปล่อยจังหวะ (ดูรูปที่ 4.2d) ในจังหวะนี้ กระบอกสูบจะทำความสะอาดผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ ลูกสูบเคลื่อนที่ไปที่ TDC ผ่านวาล์วไอเสียเปิด 6 และท่อ 7 ดันผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ขึ้นสู่บรรยากาศ ในตอนท้ายของจังหวะ ความดันในกระบอกสูบจะสูงกว่าความดันบรรยากาศเล็กน้อย ดังนั้นผลิตภัณฑ์การเผาไหม้บางส่วนยังคงอยู่ในกระบอกสูบ ซึ่งผสมกับส่วนผสมที่ติดไฟได้ซึ่งเติมกระบอกสูบระหว่างจังหวะไอดีของรอบการทำงานถัดไป
ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างรอบการทำงานของเครื่องยนต์ที่มีการก่อตัวของส่วนผสมภายใน (ดีเซล แก๊ส-ดีเซล เชื้อเพลิงหลายชนิด) คือในจังหวะการอัด อุปกรณ์จ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงของระบบกำลังของเครื่องยนต์จะฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงจากมอเตอร์ของเหลวที่เป็นละอองอย่างประณีต ซึ่งก็คือ ผสมกับอากาศ (หรือส่วนผสมของอากาศกับก๊าซ) และจุดไฟ อัตราส่วนกำลังอัดสูงของเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดช่วยให้ส่วนผสมในกระบอกสูบได้รับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิที่จุดติดไฟได้เองของเชื้อเพลิงเหลว
วัฏจักรการทำงานของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์สองจังหวะ (รูปที่ 4.3) ที่ใช้ในการสตาร์ทดีเซลแบบลื่นไถลนั้นเสร็จสมบูรณ์ในลูกสูบสองจังหวะหรือในการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงหนึ่งครั้ง ในกรณีนี้ วงจรหนึ่งกำลังทำงาน และวงจรที่สองคือวงจรเสริม ในเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์แบบ 2 จังหวะ ไม่มีวาล์วไอดีและไอเสีย หน้าที่ของวาล์วไอดี ไอเสีย และไล่อากาศ ซึ่งเปิดและปิดด้วยลูกสูบขณะเคลื่อนที่ ผ่านหน้าต่างเหล่านี้ ช่องการทำงานของกระบอกสูบจะสื่อสารกับท่อทางเข้าและทางออก เช่นเดียวกับห้องข้อเหวี่ยงที่ปิดสนิทของเครื่องยนต์

บ้าน » ระบบกำลังเครื่องยนต์ » ไดอะแกรมตัวบ่งชี้ โปรแกรมรอบการทำงานและตัวบ่งชี้เครื่องยนต์ แผนภูมิตัวบ่งชี้เครื่องยนต์ดีเซล