Работа на дизелов двигател d; селскостопански трактор - м; каник трактор
Основната роля на топлинния двигател (бензин или дизел) е да трансформира топлинната енергия, произтичаща от горенето, в механична енергия. Обяснения за функционирането на този орган.
1. Шофиране пъти
Има два типа двигатели, двигател с принудително запалване (бензинов двигател) и двигател с компресионно запалване (дизелов мотор). Последното следва Сабатен цикъл който се разпада на четири етапа.
Първата стъпка (A):
Тази статия е създадена в партньорство с AgroSup Dijon.
Това е фаза на приемане на чист въздух (състоящ се основно от азот и кислород, който е окислителят). Така по време на спускането на буталото, което създава вакуум в горивната камера, въздухът се засмуква и навлиза през отвора, оставен отворен от всмукателния клапан.
Втората стъпка (B):
Това е фаза на компресия. Когато буталото се повдигне, със затворени клапани, горивната камера е напълно затворена. Това води до повишаване на температурата (до 800 ° C).
Третата стъпка (C):
Впръскването на дизелово гориво (което е горивото) води до горене, което освобождава голямо количество енергия и позволява буталото да бъде изтласкано назад. И двата клапана все още са затворени.
Четвъртата стъпка (D):
Нарича се изпускане. Буталото се изкачва нагоре, изпускателният клапан се отваря и позволява евакуация на газове, произтичащи от горенето и изгарянето.
Можем да заменим тези четири пъти на разпределителна диаграма.
2. Характеристики на двигателя
а) Изместване
Първо трябва да изчислим единичния обем на цилиндър, обозначен с Vu.
Vu = [(∏ x A²)/4] × ход
A е отворът, който е диаметърът на втулката на цилиндър. Ход е изминатото разстояние от буталото в цилиндъра. За да получите общ работен обем на двигателя, достатъчно е тази единица обем да се умножи по общия брой цилиндри на двигателя. Така получаваме:
Обем = Vu × брой цилиндри
Връзка между хода и отвора: Наричаме „квадратен двигател“ двигател, чийто отвор е равен на хода. Когато отворът е строго по-голям от хода, говорим за "супер квадратен двигател" .
б) Обемното съотношение
The обемно съотношение на двигател е съотношението между обема в долната мъртва точка (Pmb) върху обема в горната мъртва точка (Pmh):
R = Обем Pmb/Обем Pmh или R = (единица обем + мъртъв обем)/мъртъв обем
За дизелов двигател това съотношение трябва да бъде между 16 и 24, докато за бензиновия двигател е между 5 и 12.
срещу ) Термодинамичният цикъл
Дизеловият двигател следва термодинамичен цикъл, който може да се види на Диаграма на Клапейрон (следваща фигура). Теоретичният цикъл, който двигателят трябва да следва, е показан в червено. Но различните загуби от триене, топлинна и въздушна изпомпване модифицират този цикъл, който заема черната линия.
Фаза на приемане с увеличаване на обема, наречена изобарна трансформация (постоянно налягане). Наблюдаваме навлизането на въздух в двигателя.
Фаза на компресия с намаляване на обема и увеличаване на налягането. Въздухът се компресира в горивната камера.
Изохорна фаза на компресия. Обемът остава същият, но налягането се увеличава.
Изобарна фаза на релаксация. Инжектирането се извършва по време на тази фаза.
Фаза на релаксация с спад на налягането и увеличаване на обема. Буталото започва да се спуска и се осъществява запалването на въздушно-дизеловата смес.
Бърза така наречена адиабатна фаза на релаксация. Буталото пада рязко до долната си мъртва точка.
Изпускателна фаза с намаляване на обема. Буталото се изкачва нагоре и изпускателният клапан е отворен, което обяснява изобарна трансформация.
3. Изчисляване на ефективността
а) Осигурената работа
Площта, определена от този цикъл, определя работата, извършена от двигателя. По този начин формулата за изчисляване на работата е интегралът на налягането от промяната в обема:
С W в джаули, p в паскал и V в m 3 .
б) мощност