Двигатель автомобиля это тепловой двигатель

Тепловой двигатель – устройство, которое преобразует тепловую энергию в механическую работу и широко применяется в различных сферах современной техники, имея свои преимущества и недостатки.

Тепловая машина

Тепловые двигатели

Основной источник энергии, используемый человечеством — это внутренняя энергия топлива. Как Вы уже знаете, горение топлива сопровождается выделением теплоты. Преобразование теплоты в механическую энергию осуществляется при помощи специальных устройств — тепловых двигателей. Все известные тепловые машины можно разделить на два класса: тепловые машины и холодильные машины.

Первая тепловая машина — это поршневой двигатель.

Такой двигатель состоит из внутреннего цилиндра 1, поршня 2, соединенного с коленчатым валом 3 с помощью шатуна 4. На коленчатом валу закреплен массивный маховик 5. В крышке цилиндра находятся два клапана: впускной 6 и выпускной 7. Здесь же установлена электрическая свеча 8. Также внутри находится горючая смесь:

Для запуска двигателя необходимо тем или иным способом привести во вращение его коленчатый вал, в результате чего поршень будет перемещаться то вверх, то вниз. Каждый ход поршня вверх или вниз называют тактом работы двигателя. Такой двигатель работает по четырехтактной схеме. Во время первого такта (впуск) поршень из крайнего верхнего положения (верхней мертвой точки) начинает опускаться вниз (рисунок а). При этом открывается впускной клапан, и горючая смесь поступает в цилиндр. После того как поршень достигает крайнего нижнего положения (нижней мертвой точки), впускной клапан закрывается, и начинается второй такт — сжатие. Во время второго такта (рисунок б) оба клапана закрыты. Поршень двигается вверх, сжимая горючую смесь. При этом смесь нагревается до 300 – 500\(℃\), так как над ней производится работа. Как только поршень достигает верхней мертвой точки, начинается третий такт — рабочий ход. В начале этого такта (рисунок в) в свече зажигания проскакивает искра. Горючая смесь быстро сгорает за 1 – 2 мс, и температура газов повышается до 1600 – 2000\(℃\), а давление возрастает до 2 – 4 Мпа. Под действием этого давления поршень движется вниз, толкая через шатун коленчатый вал. При этом продукты горения совершают механическую работу и охлаждаются до температуры 600 – 1000 \(℃\) как за счет совершения работы, так и за счет теплопередачи деталями двигателя. Когда поршень достигает нижней мертвой точки, давление в цилиндре падает до 0,3 – 0,5 Мпа, и начинается четвертый такт — выпуск. Во время этого такта (рисунок г) поднимающийся вверх поршень через открытый выпускной клапан выталкивает продукты сгорания в атмосферу и возвращается в мертвую точку. После этого начинается новый цикл работы двигателя:

Внутренняя энергия сгорающего топлива при работе поршневого двигателя внутреннего сгорания расходуется на совершение работы газа и нагрев двигателя.

Все тепловые двигатели имеют разную конструкцию, но состоят из трех основных частей: нагревателя, рабочего тела и холодильника. В качестве рабочего тела выступает топливо или газ. Нагреватель обеспечивает поступление теплоты в двигатель. Рабочее тело превращает часть полученной теплоты в механическую работу. Холодильник забирает от рабочего тела часть теплоты. Теплота, полученная за счет сжигания топлива, от нагревателя в результате теплообмена самопроизвольно передается рабочему веществу. Это возможно в том случае, если температура нагревателя \(T_{н}\) превышает исходную температуру рабочего вещества. Рабочее вещество получает от нагревателя количество теплоты \(Q_{н}\). В результате оно нагревается и расширяется. Во время рабочего хода вещество совершает механическую работу. После этого его обычно удаляют, а двигатель возвращается в исходное состояние. Таким образом, часть энергии затрачивается на возращение двигателя в исходное состояние, а также на преодоление сил трения в самом двигателе. Поэтому только часть количества теплоты \(Q_{н}\) превращается в полезную работу F, которую совершает двигатель. При этом полезная механическая работа А, совершаемая тепловым двигателем, всегда меньше работы, которую совершает рабочее вещество при расширении. При возвращении двигателя в исходное состояние часть энергии передается холодильнику, имеющему температуру \(T_{х}\), меньшую исходной температуры рабочего тела. Эту часть называет количеством теплоты \(Q_{х}\), переданным холодильнику. Таким образом, только часть энергии, получаемой рабочим веществом, превращается в полезную механическую работу. В идеальном случае полезная механическая работа равна разности количества теплоты, полученного рабочим телом от нагревателя, и количества теплоты, отданного холодильнику А = \(Q_{н} — Q_{х}\). И таким образом двигатель совершает один цикл. Давайте нарисуем схему преобразования внутренней энергии топлива в механическую работу:

Адиабатический процесс — термодинамический процесс, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством.

Адиабатическими могут считаться либо очень быстрые процессы, либо процессы в теплоизолированной среде.

В первом начале термодинамики при адиабатическом процессе необходимо положить Q = 0.

К адиабатическим часто относят процессы, которые происходят либо с большой скоростью, либо в теплоизолированном сосуде. Адиабатические процессы используют, например, в двигателях внутреннего сгорания, в холодильных приборах.

Цикл Карно

Во всех реальных тепловых машинах происходят те или иные потери энергии. Если в машине отсутствуют потери на теплопроводность, трение и т.д., т.е. нет необратимых потерь, то тепловая машина называется идеальной. Термодинамический процесс в идеальной тепловой машине должен протекать настолько медленно, чтобы его можно было рассматривать как последовательный переход от одного равновесного состояния к другому. Предполагается, что этот процесс является обратимым, то есть его можно провести в обратном направлении без изменения совершенной работы и переданного количества теплоты. Анализируя работу тепловых двигателей, французский инженер Сади Карно в 1824 г. нашел, что найвыгоднейшим, с точки зрения КПД, является обратимый круговой процесс, состоящий из изотермических и адиабатных процессов. Прямой круговой процесс, состоящий из двух изотермических процессов и двух адиабатических, называется циклом Карно.

«Тепловые машины. ДВС.
Удельная теплота сгорания топлива»

---

---

Тепловые машины в термодинамике — это периодически действующие тепловые двигатели и холодильные машины (термокомпрессоры). Разновидностью холодильных машин являются тепловые насосы.

Устройства, совершающие механическую работу за счёт внутренней энергии топлива, называются тепловыми машинами (тепловыми двигателями). Для функционирования тепловой машины необходимы следующие составляющие: 1) источник тепла с более высоким температурным уровнем t1, 2) источник тепла с более низким температурным уровнем t2, 3) рабочее тело. Иначе сказать: любые тепловые машины (тепловые двигатели) состоят из нагревателя, холодильника и рабочего тела.

В качестве рабочего тела используются газ или пар, поскольку они хорошо сжимаются, и в зависимости от типа двигателя может быть топливо (бензин, керосин), водяной пар и пр. Нагреватель передаёт рабочему телу некоторое количество теплоты (Q1), и его внутренняя энергия увеличивается, за счёт этой внутренней энергии совершается механическая работа (А), затем рабочее тело отдаёт некоторое количество теплоты холодильнику (Q2) и охлаждается при этом до начальной температуры. Описанная схема представляет цикл работы двигателя и является общей, в реальных двигателях роль нагревателя и холодильника могут выполнять различные устройства. Холодильником может служить окружающая среда.

Поскольку в двигателе часть энергии рабочего тела передается холодильнику, то понятно, что не вся полученная им от нагревателя энергия идет на совершение работы. Соответственно, коэффициент полезного действия двигателя (КПД) равен отношению совершенной работы (А) к количеству теплоты, полученному им от нагревателя (Q1):

---

---

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

Существует два типа двигателей внутреннего сгорания (ДВС): карбюраторный и дизельный. В карбюраторном двигателе рабочая смесь (смесь топлива с воздухом) готовится вне двигателя в специальном устройстве и из него поступает в двигатель. В дизельном двигателе горючая смесь готовится в самом двигателе.

 ДВС состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень; в цилиндре имеются два клапана, через один из которых горючая смесь впускается в цилиндр, а через другой отработавшие газы выпускаются из цилиндра. Поршень с помощью кривошипно-шатунного механизма соединяется с коленчатым валом, который приходит во вращение при поступательном движении поршня. Цилиндр закрыт крышкой.

Цикл работы ДВС включает четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Во время впуска поршень движется вниз, давление в цилиндре уменьшается, и в него через клапан поступает горючая смесь (в карбюраторном двигателе) или воздух (в дизельном двигателе). Клапан в это время закрыт. В конце впуска горючей смеси закрывается клапан.

Во время второго такта поршень движется вверх, клапаны закрыты, и рабочая смесь или воздух сжимаются. При этом температура газа повышается: горючая смесь в карбюраторном двигателе нагревается до 300— 350 °С, а воздух в дизельном двигателе — до 500—600 °С. В конце такта сжатия в карбюраторном двигателе проскакивает искра, и горючая смесь воспламеняется. В дизельном двигателе в цилиндр впрыскивается топливо, и образовавшаяся смесь самовоспламеняется.

При сгорании горючей смеси газ расширяется и толкает поршень и соединенный с ним коленчатый вал, совершая механическую работу. Это приводит к тому, что газ охлаждается.

Когда поршень придёт в нижнюю точку, давление в нём уменьшится. При движении поршня вверх открывается клапан, и происходит выпуск отработавшего газа. В конце этого такта клапан закрывается.

---

---

---

Паровая турбина

Паровая турбина представляет собой насаженный на вал диск, на котором укреплены лопасти. На лопасти поступает пар. Пар, нагретый до 600 °С, направляется в сопло и в нём расширяется. При расширении пара происходит превращение его внутренней энергии в кинетическую энергию направленного движения струи пара. Струя пара поступает из сопла на лопасти турбины и передаёт им часть своей кинетической энергии, приводя турбину во вращение. Обычно турбины имеют несколько дисков, каждому из которых передаётся часть энергии пара. Вращение диска передаётся валу, с которым соединён генератор электрического тока.

---

---

Удельная теплота сгорания топлива

При сгорании различного топлива одинаковой массы выделяется разное количество теплоты. Например, хорошо известно, что природный газ является энергетически более выгодным топливом, чем дрова. Это значит, что для получения одного и того же количества теплоты, масса дров, которые нужно сжечь, должна быть существенно больше массы природного газа. Следовательно, различные виды топлива с энергетической точки зрения характеризуются величиной, называемой удельной теплотой сгорания топлива.

Удельная теплота сгорания топлива — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.

Удельная теплота сгорания обозначается буквой q, её единицей является 1 Дж/кг.

Значение удельной теплоты определяют экспериментально. Наибольшую удельную теплоту сгорания имеет водород, наименьшую — порох.

Удельная теплота сгорания нефти — 4,4*10⁷ Дж/кг. Это означает, что при полном сгорании 1 кг нефти выделяется количество теплоты 4,4*10⁷ Дж. В общем случае, если масса топлива равна m, то количество теплоты Q, выделяющееся при его полном сгорании, равно произведению удельной теплоты сгорания топлива q на его массу:

 Q = qm.

---

---

Конспект урока по физике в 8 классе «Тепловые машины. ДВС. Удельная теплота сгорания».

Следующая тема: «Электризация тел».

Начиная с 17-го века широко используется свойство газа совершать работу при расширении. Устройства, которые преобразуют внутреннюю энергию газа в механическую работу, называются тепловыми машинами. Труд таких известных инженеров и ученых, как Ползунов, Ньюкомен, Джеймс Уатт, Шарль, Мариотт, Авогадро, Бойль, Дальтон, Карно, Клапейрон и, другие, позволил изобрести различные виды тепловых машин. Благодаря экскаваторам, подъемным кранам, станкам и другим механическим устройствам, снабженным тепловыми машинами, за короткое время мы можем выполнить большие объемы работы.

Расширение и работа газа

Газ, расширяясь, может совершать работу. От кастрюльки с кипящей водой, накрытой крышкой, слышен звук постукивающей крышки. Звук возникает благодаря тому, что кипящая вода бурно испаряется. Пар поднимается над водой, занимая пространство между поверхностью воды и крышкой. Расширяясь, пар приподнимает крышку (рис. 1).

Часть пара покидает кастрюльку через образовавшуюся под крышкой щель. И крышка опускается. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока мы не прекратим подогревать кастрюльку.

Главным здесь является то, что нагретый пар (газ), расширяясь, может совершать работу, сдвигая крышку.

Джеймс Уатт в конце 17-го века придумал способ увеличить эффективность использования этого свойства нагретого пара. Он изобрел конденсатор пара, благодаря ему усовершенствовал паровую машину Ньюкомена. Это позволило увеличить ее эффективность в 3 раза.

Четыре вида тепловых двигателей

На сегодня известны такие типы тепловых двигателей (рис. 2):

1. двигатель внутреннего сгорания,
2. паровая турбина и газовая турбина,
3. паровая машина,
4. реактивный двигатель.

Превращение энергии в тепловом двигателе

В любом тепловом двигателе по цепочке происходят такие превращения энергии (рис. 3):

• тепловая энергия топлива преобразуется во внутреннюю энергию газа;
• нагретый газ расширяется, и совершает работу, охлаждаясь при этом;
• часть внутренней энергии газа переходит в механическую энергию.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)

Чтобы представить простой тепловой двигатель, кастрюльку заменим цилиндром, а крышку – металлическим поршнем. Поршень должен плотно прилегать к стенкам отполированного цилиндра, так, чтобы двигаться по нему с минимальным трением. Если в пространство под поршнем поместить газ, то нагреваясь и расширяясь, он сможет сдвинуть поршень. Полученное устройство называется тепловым двигателем.

Поступательное движение поршня с помощью дополнительных механических частей можно преобразовать во вращательное движение рабочего вала.

На сегодняшний день ДВС – это самый распространенный вид тепловых двигателей. В таких двигателях используется жидкое или газообразное топливо – бензин, керосин, спирт, нефть, горючий газ. Топливо в таком двигателе сгорает внутри цилиндра, поэтому его назвали двигателем внутреннего сгорания (ДВС).

Примечание: Паровая машина и, к примеру, двигатель Стирлинга, относятся к двигателям внешнего сгорания. Топливо в таких машинах сгорает за пределами рабочего цилиндра.

Существуют одноцилиндровые и многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания.

По количеству тактов работы двигателя, умещающихся в рабочий цикл, выделяют

• двухтактные и
• четырехтактные двигатели.

Как устроен одноцилиндровый ДВС

Рассмотрим, какие части включает в себя одноцилиндровый двигатель (рис. 4).

Основными частями являются цилиндр и поршень, который может двигаться внутри цилиндра поступательно. Над рабочей поверхностью поршня располагается свеча. В пространство между поршнем и свечой помещаются смесь паров топлива и воздуха. Такой газ называют рабочим телом. Электрическая свеча зажигания вызывает процесс горения топливовоздушной смеси.

Впуск воздуха и паров топлива и выпуск сгоревших газов осуществляется двумя клапанами, которые так и называют – впускным и выпускным.

А шатун соединяет поршень и коленчатый вал. С помощью такого соединения возвратно-поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала.

Для эффективной работы двигателя необходимо открывать и закрывать каждый клапан и подавать электричество к свече в нужные моменты времени. Поэтому, клапаны, поршень и свеча работают согласованно. Согласованность их работы реализована с помощью кулачкового механизма и различных датчиков, которые на рисунке не показаны.

Что такое мертвая точка и ход поршня

Вначале познакомимся с понятиями мертвых точек и рабочего хода. Это поможет разобраться, из каких частей состоит рабочий цикл двигателя.

Две мертвые точки — это крайние положения поршня. В этих положениях поршень меняет направление движения на противоположное. Выделяют две мертвые точки – верхнюю и нижнюю (рис. 5). Расстояние между ними называют ходом поршня.

Что происходит внутри цилиндра при работе ДВС

При работе двигателя в цилиндре периодически происходит сгорание смеси топлива и воздуха, а, так же, производится выброс отработанных газов.

Сжатые поршнем газы загораются от электрической искры. Температура горения поднимается до 1800 градусов Цельсия. Поэтому, каждый двигатель внутреннего сгорания дополнительно содержит систему охлаждения.

Раскаленные газы расширяются, давление на поршень и стенки цилиндра резко возрастает. Это давление с силой толкает поршень, приводя его в движение. Усилие передается с поршня на шатун и далее на коленчатый вал, вращая его.

Примечание: Раскаленные газы обладают большим запасом внутренней энергии. Расширяясь, газы охлаждаются, при этом часть их внутренней энергии переходит в механическую работу.

Таким образом, энергия топлива преобразуется во вращение коленчатого вала.

Этапы работы четырехтактного ДВС

Теперь перейдем к рассмотрению рабочего цикла двигателя. Весь рабочий цикл состоит из четырех тактов — движений поршня. Двух движений вверх и двух — вниз. Поэтому двигатель называют четырехтактным. Каждому движению поршня вверх, или вниз соответствует половина оборота коленчатого вала (рис. 6).

Первый такт – впрыск топлива

Сначала поршень движется вниз (рис. 6а). При этом между поршнем и клапанами создается область пониженного давления. Поэтому, когда открывается впускной клапан, пары топлива и воздух засасываются внутрь цилиндра. Сдвигаясь, поршень через шатун приводит во вращение коленчатый вал, снабженный утяжеляющим его маховиком. Первый такт заканчивается в момент достижения поршнем нижней мертвой точки.

Второй такт – сжатие топливовоздушной смеси

Коленчатый вал продолжает вращение по инерции и увлекает поршень с помощью шатуна.  Теперь поршень движется вверх (рис. 6б). Он сжимает смесь топлива и воздуха, находящуюся в объеме над ним. Давление над поршнем повышается и газ разогревается. Процесс сжатия заканчивается в верхней мертвой точке.

Третий такт – рабочий ход

В момент, когда поршень проходит верхнюю мертвую точку и начинает движение вниз (рис. 6в), на свечу зажигания подается высокое электрическое напряжение. Между рабочими электродами свечи проскакивает искра. Эта искра поджигает смесь паров топлива и воздуха. Температура газов поднимается почти до двух тысяч градусов. Давление раскаленного газа на стенки цилиндра и поршень возрастает в тысячи раз. Сила давления толкает поршень, он движется к нижней мертвой точке. Раскаленные газы расширяются и охлаждаются. При этом, они двигают поршень вниз, то есть, совершают механическую работу. Отсюда и название такта – рабочий ход.

Четвертый такт – выброс отработавших газов в окружающую среду

В момент, когда поршень минует нижнюю мертвую точку и, вращение коленчатого вала с помощью шатуна увлекает его вверх (рис. 6г), открывается выпускной клапан. Отработанные газы покидают цилиндр. Это продолжается до момента, когда поршень достигнет верхней мертвой точки. В этот момент полный цикл работы завершается. Двигатель готов к началу нового четырехтактного процесса.

Во время второго и третьего тактов впускной и выпускной клапаны закрыты. Впускной клапан открыт во время первого такта, выпускной – во время четвертого.

Двухтактные ДВС и их особенности

Двигатель называют двухтактным, когда полный цикл его работы совершается за два хода поршня – такта. Пока поршень совершает два хода, коленчатый вал совершает один оборот.

Сжатие и рабочий ход происходят аналогично четырехтактному двигателю. Отличие заключается в процессах впрыска и выпуска отработанных газов. Эти процессы происходят совместно и в течение короткого времени, покуда поршень проходит нижнюю мертвую точку.

Впрыск топливовоздушной смеси и выпуск отработанных газов называется продувкой цилиндра.

Изобрел двухтактный двигатель инженер из Шотландии Д. Клерк в 1881 году.  Джозеф Дей и Ф. Кок спустя десять лет в Англии усовершенствовали конструкцию. Двумя годами ранее — в 1879 году, свой двухтактный двигатель независимо от них построил Карл Бенц.

Количество нерабочих ходов поршня в два раза меньше, по сравнению с четырехтактным двигателем. Поэтому потери на трение сократились в два раза.

Но главное преимущество двухтактного двигателя в том, что он обладает в полтора раза большей мощностью при одинаковых с четырехтактным двигателем объемом цилиндра и оборотах двигателя.

Благодаря этому двухтактные двигатели используются на средних и тяжелых морских судах и в авиации. Вал двигателя с валом гребного винта, или воздушным винтом, соединяется без редуктора. В судостроении используют тяжелые малооборотные двигатели. А в конструкциях самолетов, в основном двухтактные роторные двигатели.

Некоторые модели мотоциклов, малолитражных автомобилей, грузовиков и автобусов, так же, оснащаются двухтактными двигателями внутреннего сгорания.

Основной недостаток таких двигателей заключается в том, что их детали работают при более высоких температурах. Это вызывает сокращение срока службы. А в мощных двигателях требует дополнительного охлаждения поршней.

Еще один недостаток заключается в одновременном впрыске топлива и выпуска отработанных газов. При этом пары топлива смешиваются с отработанными газами, полностью исключить такое смешивание не получается. Из-за этого снижается эффективность сжигания топлива в цилиндрах таких двигателей.

Преимущества многоцилиндровых двигателей и их устройство

В многоцилиндровых двигателях топливо воспламеняется в различные моменты времени последовательно в нескольких цилиндрах. При этом рабочий вал двигателя вращается более равномерно, ему передается больше энергии. Это позволяет повысить мощность двигателя.

В мопедах и скутерах чаще всего используют одноцилиндровые двигатели (рис. 7).

В мотоциклах – двухцилиндровые. В легковых автомобилях — четырехцилиндровые двигатели. А грузовые автомобили, большие тракторы и спецтехника могут оснащаться восьмицилиндровыми двигателями. Более мощная и грузоподъемная техника, а, так же, речные и морские суда, оснащаются двигателями, имеющими, двенадцать, шестнадцать и, более цилиндров.

Рабочий вал многоцилиндрового двигателя вращается более равномерно и получает энергию от нескольких поршней. Поэтому многоцилиндровые двигатели имеют повышенную мощность.

В сложных двигателях цилиндры располагают, поворачивая один относительно другого на различные углы (рис. 8).

Имеются такие конструкции двигателей:

• V-образные, в которых цилиндры располагаются в виде латинской буквы V;
• рядные, когда несколько цилиндров располагают в ряд один за другим;
• оппозитные, в которых одни цилиндры развернуты на 180 градусов по отношению к другим цилиндрам и поршни одновременно проходят либо верхнюю, либо нижнюю мертвую точку, двигаясь в противоположные стороны;
• роторные, несколько цилиндров в них располагаются в виде многолучевой звезды, такие двигатели применяются в авиации.

Примечания:

1. Существуют V-образные двигатели, в которых цилиндры развернуты на 180 градусов. При этом, когда один поршень проходит свою верхнюю мертвую точку, соседний поршень проходит свою нижнюю точку.
2. В оппозитных двигателях оба поршня двигаются в противоположные стороны — либо расходятся максимально далеко, либо максимально сближаются. Двигаясь, поршни одновременно проходят либо верхнюю, либо нижнюю мертвую точку. Поэтому двигатель называется оппозитным.

Паровая турбина

Турбина от двигателя внутреннего сгорания отличается более простым устройством. Основная сложность при изготовлении турбин заключается в создании легких, прочных и эффективных лопаток, приводящих в движение диски и рабочий вал.

Тепловой двигатель, в котором вал двигателя вращается без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала, называется паровой турбиной.

Устройство турбины отличается простой конструкцией (рис. 9).

На вал насажен диск, содержащий на ободе лопатки. На эти лопатки направлены сопла, из них под большим давлением в сторону лопаток подается горячий газ или пар, который вращает лопасти и приводит в движение диск турбины и вал двигателя.

Современные турбины содержат несколько дисков с лопастями, находящихся на общем валу. Пар последовательно проходит лопатки нескольких дисков и каждому передает часть своей энергии. Это повышает эффективность турбины.

В качестве двигателей турбины применяются на больших судах.

Частота вращения турбин может достигать нескольких тысяч оборотов в минуту. На электростанциях вал турбины соединяется с генератором тока, благодаря чему механическая энергия вращения турбины преобразуется в электрическую энергию.

В России изготавливают турбины мощностью до 1,2 миллиардов Ватт.

Выводы

1. Расширяясь, газ может совершать работу.
2. Тепловой двигатель — это устройство, которое преобразует внутреннюю энергию газа в механическую энергию.
3. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — самый распространенный вид двигателя, жидкое или газообразное топливо в таком двигателе сгорает внутри цилиндра.
4. Существуют одноцилиндровые или многоцилиндровые ДВС.
5. Простейший одноцилиндровый ДВС состоит из цилиндра и поршня, свечи зажигания, впускного и выпускного клапанов, шатуна, коленчатого вала с маховиком. Клапаны, поршень и свеча работают согласованно.
6. Крайние положения поршня называют мертвыми точками — верхней и нижней. Поршень в этих точках меняет направление движения на противоположное.
7. Ход поршня – это расстояние между мертвыми точками.
8. С помощью шатуна возвратно-поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала.
9. Через впускной клапан в цилиндр подается смесь топлива и воздуха.
10. Электрическая свеча зажигает сжатые пары топлива и воздуха.
11. Выпускной клапан выводит сгоревшие газы из цилиндра.
12. Два движения поршня вверх и два движения вниз образуют четыре такта работы двигателя: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
13. За время каждого движения поршня вверх, или вниз коленчатый вал совершает половину оборота.
14. Многоцилиндровые двигатели имеют повышенную мощность, так как рабочий вал двигателя получает энергию от нескольких поршней.
15. Двухтактные ДВС при одинаковых с четырехтактными двигателями объеме цилиндра и количеству оборотов коленвала, обладают повышенной в 1,5 раза мощностью, но меньшим сроком службы из-за перегрева.
16. Турбины проще ДВС, они содержат несколько дисков с лопастями, насаженных на общий вал. Пар из сопел проходит лопатки нескольких дисков и заставляет вал вращаться. Мощность таких турбин может достигать 1,2 миллиардов Ватт.

Тепловые двигатели, это тепловая машина, превращающая тепло в механическую энергию, использует зависимость теплового расширения вещества от температуры. Обычно работа совершается за счет изменения объема вещества, но иногда используется изменение формы рабочего тела (в твердотельных двигателях). Действие теплового двигателя подчиняется законам термодинамики. Для работы необходимо создать разность давлений по обе стороны поршня двигателя или лопастей турбины. Для работы двигателя обязательно наличие разницы температур, производится нагревание рабочего тела (газа), который совершает работу за счет изменения своей внутренней энергии. Повышение и понижение температуры осуществляется, соответственно, нагревателем (например, при сжигании топлива) и охладителем, в роли которой используется окружающая среда.

Принцип действия и концепция

Двигатели внутреннего сгорания классифици­руются как тепловые двигатели. Существенной особенностью теплового двигателя является прямой термодинамический цикл, который характеризуется совершением работы.

В отличие от тепловых двигателей тепловые насосы, также называемые холодильными машинами, характеризуются обратным тер­модинамическим циклом, т.е. требуют для своей работы внешнего привода.

Принцип действия тепловых двигателей всегда один и тот же. Рабочая среда сжима­ется с подводом энергии и соответствующим увеличением давления. За этим следует рас­ширение, сопровождаемое совершением работы. В разомкнутых циклах среда, совер­шившая работу, выпускается наружу. В замкнутых циклах начальное состояние должно быть восстановлено путем охлаждения рабо­чей среды перед началом сжатия.

Многие тепловые двигатели характеризу­ются подводом энергии в процессе сгорания топлива (табл. «Характеристики и принцип действия тепловых двигателей» ). Во время сгорания топлива химически связанная в топливе энергия вы­деляется в виде тепла, необходимого для совершения цикла. В процессе горения про­исходит соединение веществ, содержащих углерод и водород, с кислородом (окисле­ние), поэтому воздух с объемным содержа­нием кислорода приблизительно 21% со­ставляет значительную часть рабочей среды.

Направление цикла подвода энергии

Важным фактором, определяющим на­правление цикла, является способ подвода энергии. Здесь различаются стационарный (непрерывный) и нестационарный (цикличе­ский) подвод энергии. Для всех поршневых двигателей, включая двигатель Стирлинга, характерен нестационарный подвод энергии, который происходит, когда поршень нахо­дится в верхней мертвой точке такта сжатия, и объем цилиндра минимален.

Характерным для всех разомкнутых ци­клов является внутренний подвод энергии, достигаемый за счет подачи и сжигания топлива. В противоположность этому зам­кнутые циклы требуют подвода энергии че­рез теплообменники. Здесь прямой контакт рабочей среды с продуктами горения, если не учитывать теплопроводность, отсутствует. Уникальным в этом отношении является па­ровой двигатель, в котором рабочая среда испаряется под действием теплового потока, создаваемого внешним источником, а затем поступает в поршневой двигатель.

Тепловые двигатели также различаются в отношении используемых источников энер­гии. Используются источники энергии трех видов: твердые, жидкие и газообразные. Главное преимущество тепловых двигателей, работающих по принципу разомкнутого цикла с внутренним подводом энергии, состоит в том, что они не требуют теплообменников для обеспечения требуемого направления цикла и, следовательно, имеют более компактную конструкцию. Это преимущество может быть проявлено в еще большей степени за счет применения жидкого топлива с высокой плотностью энергии. Газовые двигатели для легковых и коммерческих автомобилей также становятся все более привлекательными (благодаря низким эксплуатационным за­тратам и относительно небольшому расходу топлива). Таким образом, двигатели внутрен­него сгорания являются наиболее совершен­ными из тепловых двигателей.

КПД дигателя внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания хактеризуется разомкнутым циклом и внутренним сгоранием топлива. Нестационарный ре­жим подвода энергии позволяет получить температуру рабочей среды, усредненную по массе, на тактах впуска и сжатия свыше 2500 К и усредненные пиковые давления свыше 200 бар с очень хорошим к.п.д., свыше 40%.

В двигателях со стационарным циклом ограничения, налагаемые свойствами мате­риалов, не позволяют достигнуть давлений и температур такого порядка. В них дости­гаются только локальные пиковые темпе­ратуры около 2500 К. Поэтому, например, газовые турбины имеют более низкий к.п.д. Паровые турбины с замкнутым циклом до­стигают более высокого КПД, чем газовые, при умеренном давлении около 50 бар. Это достигается за счет значительного снижения уровня низкого давления. Максимальный КПД прочих тепловых двигателей значи­тельно ниже.

Двигатель внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением поршней

Двигатель внутреннего сгорания в его порш­невом варианте является основным типом теплового двигателя, используемого в автомобилестроении. В поршневом двигателе возвратно поступательное движение порш­ней преобразуется во вращение коленчатого вала. В принципе двигатели могут работать на самых различных видах топлива, однако на сегодняшний день основными источниками энергии для них остаются дизельное топливо и бензин.

Рабочие циклы двигателя

Основные принципы

Цикл представляет собой термодинамиче­ский процесс, имеющий идентичные началь­ное и конечное состояния. Обычно цикл про­ходит через несколько изменений состояния, сопровождающихся совершением тепловым двигателем работы. При этом рабочая среда цикла претерпевает термодинамические из­менения состояния.

Изменения состояния (см. Термодинамика) различаются в отношении того, совершается работа W в форме работы при изменении объема ∫pdV или имеет место теплообмен с окружающей средой Q=∫TdS. Диаграмма «давление-объем» (диаграмма p-V, рис. «Иллюстрация термодинамического цикла при помощи диаграммы p-V» ) демонстрирует, производится ли работа и в каком количестве, в то время как диаграмма «температура-энтропия» (диаграмма T-S, рис.  «Иллюстрация термодинамического цикла при помощи диаграммы T-S» ) иллюстрирует теплообмен, проис­ходящий в замкнутой системе.

Интеграл работы при изменении объема ∫pdV можно интерпретировать на диаграмме p-V, как площадь, заключенную между лини­ями изменения состояния. Если цикл направ­лен вправо, по часовой стрелке, т.е. область располагается справа от линии изменения состояния, интеграл является в математи­ческом смысле положительным. При этом цикл совершает работу. Рабочие циклы холо­дильных машин и компрессоров направлены влево, т.е. против часовой стрелки.

В дополнение к термину «работа при изме­нении объема» ∫pdV, который обычно ис­пользуется применительно к двигателям вну­треннего сгорания, существует также термин «техническая работа»

W_t=∫Vdp,

который ча­сто используется применительно к машинам с непрерывным потоком рабочей среды, та­ким как газовые турбины. Из интерпретации работы, как площади на диаграмме р-V, ясно, что обе формы работы в иллюстрируемом цикле в отношении количества идентичны.

Для совершения в цикле работы должен иметь место подвод тепла. В обратимом ци­кле (без энергии рассеивания Е_d) количество добавленного тепла

Q=∫TdS

равно инте­гралу температуры по изменению энтропии. На диаграмме Т-S количество тепла, добав­ленного в замкнутом цикле, соответствует замкнутой площади (рис. «Иллюстрация термодинамического цикла при помощи диаграммы T-S» ).

В соответствии с первым законом термо­динамики (см. «Термодинамика»):

∫dU=∫TdS+∫dE_a-∫pdV,

где U означает энергию.

Для обратимого цикла с идентичными начальной и конеч­ными точками ∫dU=0. Количество тепла, подведенного к циклу, должно создаваться, в то время как рассеиваемое тепло возвраща­ется неиспользуемым в окружающую среду. К.п.д. цикла, следовательно, определяется, как отношение общей произведенной работы W (сумма работ, совершенных подведенным и рассеянным теплом) к количеству добавлен­ного тепла Q_add:

η_th = W/Q_add = |∫pdV | / Q_add

Идеальный цикл Карно

Поскольку каждый цикл, сопровождающийся совершением работы, предполагает подвод тепла, в ходе цикла также имеет место изменение температуры. В 1824 году Николя Леонард Сади Карно описал изменения со­стояния в цикле, который достигает мак­симального к.п.д. между двумя данными температурными пределами. Поскольку наилучший к.п.д. может быть достигнут при отсутствии рассеивания тепла, подвод и рас­сеивание тепла должны происходить изотер­мически. Идеальным для совершения работы является адиабатический цикл. Цикл Карно, следовательно, состоит из изотермического поглощения и рассеивания тепла и изоэнтро- пического (адиабатического и обратимого) сжатия и расширения (рис. «Цикл Карно» ).

Применяя первый закон термодинамики, можно сделать вывод, что при изотермиче­ском изменении состояния идеального газа внутренняя энергия остается неизменной, а работа равна количеству добавленного тепла. При этом применимо следующее выражение:

∫dU = ∫TdS — ∫pdV = 0.

При адиабатическом изменении состояния работа эквивалентна изменению внутренней энергии и, соответственно, температуры. При этом применимо следующее выражение:

∫dU=0 — ∫pdV.

Для к.п.д. может быть выведено выражение

η_с = W/Q_{add =} (Q_add—Qdiss) / Q_{add = (Tmax-Tmin) / Tmax}

Этот тепловой КПД является максималь­ным КПД, который может быть получен на машине, работающей в диапазоне двух температурных пределов. Никакой другой цикл не достигает к.п.д. такого уровня. Од­нако на практике выясняется, что работа, произведенная при данном изменении объема V_max-V_min, мала, и для достиже­ния плотности энергии, сравнимой с дру­гими циклами, требуются очень высокие пиковые давления р_max. Даже обеспечение практически изотермической теплопере­дачи затруднено, поскольку это требует применения больших теплообменников.

Отсюда следует, что в контексте тепловых двигателей этот цикл имеет скорее теорети­ческое значение, однако он играет важную роль в рассмотрении эксергии (максималь­ной работы, которая может быть получена при данном уровне энергии) и анэргии (энер­гии, которая не может быть использована), а также в отношении тепловых насосов и холодильных установок.

Основные циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания

Поскольку фазы расширения и сжатия в двигателях с возвратно-поступательным движением поршней могут быть описаны адиабатической кривой, различные циклы отличаются способом подвода тепла. Про­цесс газообмена (цикл нагнетания) обычно заменяется теплообменом с окружающей средой (в целях упрощения предполагается, что процесс протекает при постоянной массе) для замыкания цикла.

Можно предположить, что подвод тепла в форме высвобождения химически связанной энергии («высвобождения тепла» или «про­цесса горения») может быть относительно медленным или очень быстрым. В цикле при постоянным объеме предполагается, что все тепло высвобождается в верхней мертвой точке (ВМТ) поршня за бесконечно малое время. Это изменение состояния может быть описано циклом при постоянном объеме.

Если высвобождение тепла происходит в течение конечного времени, можно предпо­ложить, что имеет место цикл при постоян­ном давлении. Здесь снижение давления вследствие расширения компенсируется по­вышением давления вследствие подвода тепла во время горения топлива.

Комбинация циклов при постоянном дав­лении и постоянном объеме представляет собой цикл Зейлигера при предельном дав­лении, посредством которого была сделана попытка приблизиться к реальному процессу сгорания топлива в поршневых двигателях.

Идеальный термодинамический цикл сгора­ния (цикл при постоянном объеме)

Предполагается, что подвод тепла в верхней мертвой точке осуществляется мгновенно и может быть описан, как изохорическое изме­нение состояния (рис. 2—>3, «Идеальные циклы при постоянном объеме» ). Цикл заряда (4—>1) моделируется в упрощенной форме изохорическим рассеиванием тепла в окру­жающую среду. Таким образом, в течение этих двух фаз работа с изменением объема не производится:

W=∫pdV=0.

Сжатие (1—>2) и расширение (3—>4) рас­сматриваются как адиабатические процессы. Применение к этим двум фазам первого за­кона термодинамики дает dU= pdV, т.е. W12=mc_v(T₂— Т₁), a W₃₄= mc_v(T₄— Т₃) от­носится к произведенной работе.

В соответствии с первым законом термо­динамики dU = TdS на стадии 2—>3, а коли­чество добавленного тепла

Q₂₃ = mc_v(T₃ — Т₂).

Таким образом КПД η_th может быть опреде­лен как:

 η_th = |∑W|/ Q_add = T₁— Т₂ + T₃— Т₄ / T3- Т2

где подвод тепла осуществляется на протя­жении всех стадий цикла, a Q_add обозначает количество добавленного тепла. Предпола­гая, что расширение и сжатие являются адиа­батическими, можно показать, что:

Т₄ / T₁ = Т₃ / T₂

Таким образом, в целях упрощения:

η_th = 1 — Т₁ / T₂ = 1-ε^1-k

Предполагается, что теплоемкости во время сжатия и расширения идентичны. Этот спо­соб выведения КПД из степени сжатия ε и изоэнтропической экспоненты к предпола­гает, что газ является идеальным.

При увеличении степени сжатия к.п.д. воз­растает (рис. «КПД идеальных циклов» ). В бензиновых двигателях степень сжатия ограничивается детонацией. Обычно для бензиновых двигателей с атмос­ферным всасыванием воздуха коэффициент сжатия составляете ε=10-12, а максимальное давление — приблизительно 60 бар. Двигатели с турбонаддувом, вследствие ограничений, связанных с детонацией, имеют более низкую степень сжатия, равную ε =9-10. При этом до­стигаются пиковые давления до 120 бар. Двига­тели с прямым впрыском топлива и послойным распределением заряда топлива имеют степень сжатия ε > 12; при частичной нагрузке потен­циал степени сжатия составляет даже до ε=14.

Двигатель Стирлинга (Роберт Стирлинг, 1816 ) может работать в соответствии с принципом и переменного рабочего объема, но в своих реализованных формах изменений состояния демонстрирует сходство с циклами при постоянном объеме. Фазы адиабатического сжатия и расширения, однако, характеризуются изотермическими линиями. В принципе, это дает высокий КПД, идентичный КПД цикла Карно.

Цикл при постоянном давлении

Естественно предположить, что для дости­жения высокой мощности процессы подвода и высвобождения тепла должны быть изо­барическими (рис. «Идеальные циклы при постоянном объеме» ). Этот цикл обычно ис­пользуется в дизельных двигателях, которые ограничены в отношении пикового давления и работают с конечной продолжительностью впрыска топлива и распространения пламени. Цикл заряда (4—>1) снова моделируется в упрощенной форме, как рассеивание тепла в окружающую среду. Процессы сжатия (1—>2) и расширения(3—>4) рассматриваются как адиабатические. Здесь применимы те же по­ложения, которые были указаны для цикла при постоянном объеме.

Изобарическое изменение

Во время изобарического изменения со­стояния имеет место как подвод тепла, так и выполнение работы (2—>3). В качестве ха­рактеристического значения количества подведенного тепла используется объем в конце изобарического изменения состояния, называемый «объемом впрыснутого топлива» V3 (рис. «Идеальные циклы при постоянном объеме» ), и определяется «ко­эффициент впрыска» φ = V₃/V₂. Однако, его не следует путать с количеством впрыс­нутого топлива.

В соответствии с первым законом термо­динамики, dU = TdS-pdV на стадии 2—>3 и для количества добавленного тепла:

Q₂₃ = mc_v (T3 — T2)+ p_max(V3 — V2).

Таким образом, к.п.д. может быть определен как

η_th = ε^1-k/ (φ^к — 1)/(φ-1).

Предположения аналогичны сделанным для цикла при постоянном объеме. КПД, дости­жимый при такой же степени сжатия, ниже, чем для цикла при постоянном объеме. Од­нако, поскольку дизельные двигатели рабо­тают с более высокой степенью сжатия, и их КПД в общем случае выше (см. рис. «КПД идеальных циклов» ). Следовательно, при разработке дизельных двигателей следует стремиться к получению высокого пикового давления.

Максимальные допустимые пиковые давления для двигателей легковых ав­томобилей составляют около 180 бар, а для двигателей коммерческих автомоби­лей — более 220 бар. Степень сжатия для процессов прямого впрыска топлива, при­меняемых в настоящее время, составляет ε = 16 -19. В случае запаздывания впрыска конечное давление сжатия фактически соот­ветствует пиковому давлению, и дизельный цикл имеет сходство с циклом при постоян­ном давлении с φ = 9.

Цикл Зейлигера с ограничением давления

В 1922 году Мирон Зейлигер описал ком­бинацию циклов при постоянном объеме и давлении (рис.5). Процедура вывода здесь опущена.

Введя «коэффициент повышения давле­ния» ψ = p₂‘/ p₂ можно вывести для к.п.д. следующее соотношение:

η_th = 1 — ε^1-k(ψk — 1)/ ψ — 1 + kψ ( φ-1)

Значение к.п.д., как и ожидалось, лежит между к.п.д. циклов при постоянном давле­нии и при постоянном объеме (рис. «КПД идеальных циклов» ).

Турбодвигатели: идеальный цикл

Турбодвигатели, в особенности газовые тур­бины и, следовательно, двигатели с турбо­нагнетателями отработавших газов работают при постоянном массовом расходе, а не в прерывистом режиме, как поршневые дви­гатели. Соответствующий идеальный цикл был впервые описан Джеймсом Прескопом Джоулем около 1840 г., как калорический двигатель без потерь.

Предполагается, что процессы сжатия и расширения в крыльчатке компрессора и рабочем колесе турбины являются адиабати­ческими. Также предполагается, что за счет наличия камеры сгорания с постоянным по­током сгорание топлива представляет собой изобарический подвод тепла. В отличие от цикла при постоянном давлении с конечным расширением («расширением отсечки»), за счет выбранного принципа поршня, в цикле Джоуля расширение происходит до дости­жения давления окружающей среды (рис.  «Идеальные циклы при постоянном объеме» ).

Таким образом, теоретически может быть получено более высокое значение работы, и КПД становится идентичен КПД цикла при постоянном объеме. Введя коэффициент давления  П = p₂/p₁ = p_max / p_1,получаем следующее соотношение для КПД:

η_th = 1 — T₁/T₂ = 1 — П^(k-1)/k

В зависимости от коэффициента давления П КПД может иметь высокие значения. Однако, когда дело касается реальных тур­бодвигателей, на коэффициент давления налагаются определенные ограничения (см. «Турбонагнетатели отработавших газов»). По этой причине газовые турбины часто делают многоступенчатыми, и высокая плотность мощности достигается в них за счет высокого массового расхода топлива.

Реальные циклы

Идеальные циклы подходят для демонстра­ции базовых соотношений. В случае новых двигателей с пока что неизвестными характеристиками они помогают рассмотреть принцип действия и оценить КПД. Однако, для детального анализа требуется выполнить расчет реального цикла.

Реальные циклы отличаются от идеаль­ных. Различия заключаются в том, что те­плоемкости рассматриваются зависимыми от температуры или давления. Измененный химический состав отработавших газов также аппроксимируется в виде соответствующих переменных с целью учета изменений физи­ческих свойств в процессе сгорания топлива. В частности, предполагается, что имеет ме­сто не адиабатическое изменение состояния, а как минимум, одна политропная кривая с экспонентой, адаптированной к тепловым потерям, или даже имеют место тепловые потери через стенки цилиндра, например при использовании подхода Вошни, в соот­ветствии с теорией подобия Рейнольдса.

Цикл заряда рассчитывается с учетом по­терь рассеивания (потерь потока и реальных сечений потока, см. «Гидромеханика») и также учитывается влияние остаточных отра­ботавших газов. В отношении трения обычно используются эмпирические подходы, а теплотворная способность топлива вы­числяется в зависимости от коэффициента избытка воздуха. В конечном итоге осущест­вляется детальное моделирование процессов подвода тепла (сгорания топлива и нагрева) и рассеивания тепла (теплопередачи).

Важным и простым способом быстрой оценки реального цикла является его описа­ние в форме цепочки КПД. Здесь реальные циклы отображаются последовательно с уче­том отдельных характеристических величин. Примером такой характеристической вели­чины может служить механический КПД.

Общий коэффициент полезного действия

Общий или эффективный КПД η_eff опреде­ляет количество эффективной энергии P_eff относительно энергии Q_add = m_B Н_U, которая была подведена при массовом расходе топлива m_B и его низшей теплотворной способности Н_U

η_{eff = Peff / Qadd}

При высоких нагрузках дизельные двига­тели имеют эффективный к.п.д. до 45%; эффективный к.п.д. больших, тихоходных дизельных двигателей значительно выше. Эффективный к.п.д. бензиновых двигателей в лучшем случае может достигать 40%.

Механический коэффициент полезного действия

Механический КПД представляет собой от­ношение эффективной мощности P_eff к номи­нальной мощности Р_ind. Номинальная мощ­ность определяется из работы W (площадь характеристики ∫pdV для реального цикла) и времени t за один рабочий цикл, в соответ­ствии со следующим соотношением:

Р_ind = dW/dt ≈ ΔW/Δt

Эффективная мощность отличается от но­минальной мощности в основном учетом по­терь на трение (в поршнях и подшипниках), потерь мощности в элементах управления (распределительный вал, клапаны), во вспо­могательных агрегатах (масляный и водяной насосы, топливный насос, генератор). Для механического КПД:

η_m = P_eff / Р_ind

Обычно механический КПД зависит от на­грузки и при полной нагрузке может дости­гать 90%, в то время как при низкой нагрузке (10%) регистрируются значения около 70%.

Фактор эффективности цикла

Фактор эффективности цикла описывает эффективность, с которой реальный цикл может быть аппроксимирован выбранным идеальным циклом. Поэтому он учитывает потери, в частности связанные с рассеива­нием. Для детального анализа потерь рекомендуется разделить фактор эффективности между петлей высокого давления и петлей цикла заряда (см. табл. «Графические представления и определения отдельных и общих КПД двигателей с возвратно-поступательным движением поршней»).

Обычно при расчете предполагается ра­бота с идеальным газом, с зависимыми от температуры теплоемкостями, и исполь­зуется идеальный цикл с геометрически идентичными размерами, таким же коэф­фициентом избытка воздуха, без остаточных отработавших газов, с полным сгоранием топлива и теплоизолированными стенками цилиндра. Описанный таким образом двига­тель также называется «совершенным дви­гателем». Значение фактора эффективности цикла при полной нагрузке составляет при­близительно 80-90%.

Если в расчете используется идеальный газ с постоянной теплоемкостью, можно ввести понятие «КПД совершенного двига­теля», который определяет мощность «иде­ального двигателя» относительно мощности «идеального цикла».

Коэффициент преобразования топлива

Бензиновые двигатели, работающие на бога­той топливовоздушной смеси (коэффициент избытка воздуха λ < 1) дают высокое содер­жание НС и СО в отработавших газах, что обычно не может быть учтено при рассмо­трении процесса подвода тепла через тепло­творную способность топлива H_UВ. Однако, экзотермичность этих газов Н_u является зна­чительной, что обычно проявляется в виде высоких температур отработавших газов на выходе из каталитического нейтрализатора отработавших газов окислительного типа. Это учитывается при помощи коэффициента преобразования топлива:

η_{B =} (H_UВ — Н_u) / H_UВ

Для дизельных двигателей обычно η_B = 1. Для бензиновых двигателей это значение мо­жет снижаться до 0,95, а при очень богатой смеси с λ < 1 становиться еще ниже.

Цепь КПД

Вся цепь к.п.д. может быть описана следую­щим образом (см. табл. «Графические представления и определения отдельных и общих КПД двигателей с возвратно-поступательным движением поршней» ):

η_eff = η₁ η_m = η_th η_g η_m

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: