Termodynamiczne podstawy działania silników spalinowych.

1.Podstawowe pojęcia termodynamiczne. a). pojęcie maszyny cieplnej, silnika cieplnego i cieplnej maszyny roboczej, b). pojęcie czynnika termodynamicznego, c). parametry stanu czynnika termodynamicznego .

2.Pojęcie przemiany termodynamicznej. Przejście czynnika termodynamicznego od stanu początkowego do stanu końcowego, przez wiele stanów pośrednich, nazywamy przemianą termodynamiczną.

3.Pojęcie przemiany teoretycznej i rzeczywistej. Przemiana teoretyczna (odwracalna) polega na tym, że po jej odwróceniu zarówno czynnik, jak i otoczenie powrócą do stanu początkowego. Przemiany zachodzące w rzeczywistych warunkach są nieodwracalne i nazywamy je rzeczywistymi.

4. Podstawowe przemiany termodynamiczne gazów.

a). przemiana izochoryczna

b). przemiana izobaryczna

c). przemiana izotermiczna

d). przemiana adiabatyczna

e). przemiana politropowa

5. Definicja ciepła właściwego Ciepło właściwe jest to ilość ciepła potrzebna do ogrzania o 1K (Kelwin) lub o 1 C jednostki masy gazu i oznaczamy literą c (małą).

II. Obiegi cieplne.

6.Pojęcie obiegu cieplnego. Obiegiem cieplnym nazywamy szereg następujących po sobie przemian termodynamicznych czynnika, po przejściu których czynnik powraca do stanu początkowego.

7. Obiegi teoretyczne silników spalinowych.

a). obieg Otta.

Porównanie teoretycznego obiegu cieplnego z rzeczywistym obiegiem silnika spalinowego W rzeczywistych silnikach pracujących według obiegu Otta obieg pracy wygląda teoretycznie w ten sposób, że do cylindra zostaje zassana mieszanka paliwowa (linia 1-2), którą następnie spręża tłok (linia 2-3). W punkcie 3 iskra elektryczna zapala sprężoną mieszankę, mieszanka ta spala się przy stałej objętości (linia 3-4),czyli tak szybko, że tłok nie zdąży się odsunąć od GZP. Następnie gaz (spaliny) rozprężają się (linia 4-5) i wykonują przy tym pracę mechaniczną. Linia 5-2-1 oznacza proces usunięcia gazów spalinowych z cylindra (suw wydechu). Według obiegu Otta pracują silniki gaźnikowe i gazowe.

b). obieg Diesla

Porównanie teoretycznego obiegu cieplnego z rzeczywistym obiegiem silnika spalinowego W silnikach rzeczywistych pracujących według teoretycznego obiegu Diesla zostaje zassane czyste powietrze (linia 1-2), które następnie spręża tłok. Sprężaniu powietrza (linia 2-3) towarzyszy wzrost temperatury do około 500-600°C. W GMP do cylindra wtryskiwane jest paliwo, które spalając się utrzymuje stałe ciśnienie w cylindrze na początku suwu rozprężania (linia 3-4). Produkty spalania rozprężając się adiabatycznie (linia 4-5) wykonują pracę Mechaniczną, po czym uchodzą z cylindra na zewnątrz (linia 5-2-1). Według tego obiegu pracują wolnobieżne silniki wtryskowe.

c). obieg Sabathe’a.

Porównanie teoretycznego obiegu cieplnego z rzeczywistym obiegiem silnika spalinowego W silnikach rzeczywistych pracujących według teoretycznego obiegu Sabathe zostaje zassane czyste powietrze (linia 1-2), które następnie spręża tłok. Sprężaniu powietrza (linia 2-3) towarzyszy wzrost temperatury do około 500-600°C. W GMP do cylindra wtryskiwane jest paliwo, z którego część spala się przy stałej objętości (linia 3-4), reszta zaś – przy stałym ciśnieniu (linia 4-5). Produkty spalania rozprężając się (linia 5-6) wykonują pracę mechaniczną, po czym uchodzą z cylindra na zewnątrz (linia 6-2-1). Według tego obiegu pracują szybkobieżne silniki wtryskowe.

8.Pojęcie wykresu indykatorowego Wykres przedstawiający zmiany ciśnienia gazów w cylindrze silnika, w zależności od zmian objętości w czasie jednego obiegu pracy, nazywamy wykresem indykatorowym. Wykres sporządza się za pomocą aparatu zwanego indykatorem. Proces sporządzania wykresu nazywa się indykowaniem silnika

9.Wykres indykatorowy silnika spalinowego