Іштен жану қозғалтқыштарының термодинамикалық циклдары

1.1 Толық емес кеңейтуде газды тура изохоралық цикл

Бұл цикл цилиндрлік механизмі бар жылу қозғалтқышында орындалады, оның негізгі элементі поршенді цилиндр болып табылады.

Толық емес кеңейтудің изохорлық циклында және осы қозғалтқыштың индикаторлық диаграммасында (Сур.1) жұмыс жасайтын сыртқы қоспасы бар төрт циклдегі жылу қозғалтқышы.

Қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде, поршен I басында сорғыш ІІІ және шығарғыш IV клапандары орнатылған цилиндрде II қайтымды қозғалыс жасайды.

1-а процессі - сору процесі, поршень жоғары нүктеден (TDC) төменгі нүктеге (BDC) жылжытады, ал сорғыш клапаны ашылып, цилиндрге ауадан және отыннан тұратын жанғыш қоспасы жеткізіледі. Қозғалтқыштың осы түріндегі отын бензин, спирт, жеңіл немесе генераторлы газды және т.б. пайдаланды («жеңіл отын»).

Сурет 1. Қозғалтқыштың индикаторлық диаграммасыа-c процесі-сығу процесі, бұл үрдістегі поршень HMT-ден TDC-ға ауысады, сору клапаны жабылады, жанғыш қоспаның қысымы артады.

с-z процесі - бұл дереу орын алған деп есептелетін қоспаның жану процесі, дыбыс көлемін өзгертпестен (поршень жылжыту үшін уақыт жоқ). Бұл процесте жұмысшы сұйықтыққа жылу беріліп, қысым мен температура көтеріледі.

z-b процесі - жану өнімдерін кеңейту процесі, ПТС-дан ТМС-дан ЕМТ-ға дейін жылжу, кеңейту жұмыстарын жүргізу, осы процесте жану өнімдерінің қысымы мен температурасы төмендейді.

b-1 процесі жану өнімдерін цилиндрден қоршаған ортаға дейін шығарып алу процесі, поршеньді HMT-ден TDC-қа дейін жылжытады, IV шығару клапаны ашылады және жану өнімдері цилиндрден шығады.

Содан кейін цикл қайталанады - 1-а процесс - жанғыш қоспаны сору және т.б. Ішкі қоспаның қалыптасуымен нақты реакторлық ішкі жану қозғалтқышының индикаторлық схемасын қарағаннан бастап, мұндай қозғалтқыштың нақты циклі іс жүзінде жабылмаған, циклдің соңында жұмыс ортасы қоршаған орта атмосферасына шығарылады.

Осындай нақты циклдің термодинамикалық анализі өте қиын, сондықтан іс жүзінде қозғалтқыштың жұмысын талдауға арналған тамаша термодинамикалық циклдар пайдаланылады, идеалды газ - жұмыс органы және біз жұмыс сұйықтығының жылу шығыны сыртқы емес көздерден жанармай жануы.

Қозғалтқыштың қоспаны қалыптастырғыш идеал циклы болып толық емес кеңейудегі газдың изохоралық циклы болып табылады (Сур.2). pv және Ts диаграммалында көрсетілген.

Сурет 2. Толық емес кеңейудегі газдың изохоралық циклы

Бұл цикл төмендегідей орындалады. Адиабат а-с бойымен параметрлері бар (ра, Та, va) бір килограмм идеалды газ қысылады, нәтижесінде газдың қысымы мен температурасы артады. Әрі қарай, изохорлық процесте c-z, газдың қайнар көзінен қайнар көзінен, ал газдың қысымы мен температурасы артады. Содан кейін газ adiabat z-b бойымен кеңейіп, газдың қысымы мен температураның төмендеуі. Және, ақырында, изохорлық процесте b-а жылу qi тоңазытқышқа ауысады, газдың қысымы мен температурасы төмендейді, жұмыс органы бастапқы күйіне оралады.