柴油循环 - 具有P-V和T-S图的过程

柴油周期是鲁道夫·迪塞尔1893年发明的。他提出了一个想法,我们可以获得更高的热效率,与高压缩比。所有柴油机都在这个循环中工作。在这个循环中,柴油被用作燃料,因为它可以被压缩得更高压缩率.它也被称为恒定压力循环,因为在恒定压力下加热热量。相比,它具有高热效率和压缩比(11:1至22:1)奥托周期

引擎由鲁道夫提出的由圆柱体内的封闭空气组成。圆柱体的壁是完全不导热的,但底部是完全导热的。它有一个热体、一个冷体和一个绝缘帽,它们交替地与气缸接触。

理想的柴油循环由4个方法组成,两个等熵过程,一个恒定压力和一个恒定体积过程。

流程

4个过程如下

  1. 等熵(可逆绝热)压缩
  2. 恒压搅拌
  3. 虽然熵扩张
  4. 恒定体积热排斥。

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在P-V和T-S图的帮助下,可以容易地掌握这四个柴油周期过程的工作。

柴油周期PV和TS图

注意:为了更好地理解该过程,请勿在必要时观察P-V和T-S图。

过程1-2:概要压缩

在该过程中,活塞从BDC移动到TDC并对空气压缩进行不间断地进行。这意味着在压缩期间,熵保持恒定,并且不会发生气缸壁(非导体)的热量。这里,空气被压缩,使得从P1到P2增加压力,体积从V1到V2减小,从T1到T2的温度增加,熵保持恒定(即S1 = S2)。

过程2-3:恒容热添加

在该过程中,热体与气缸保持接触,并在恒定压力下进行空气的热量。在此过程中,活塞在TDC休息一下。压力保持恒定(即P2 = P3),从V2到V3的体积增加,从T2到T3的温度增加,从S2到S3增加熵。

PCESS 3-4:概要扩张

在此过程中,加入热量后,空气的膨胀是等熵的,系统得到功。在此过程中,活塞向下移动并到达下止点。压力从P3降至P4,体积从V3降至V4,温度从T3降至T4,熵保持不变(即S3=S4)。

流程4-1:定容散热

在该过程中,活塞在BDC处休息一下,冷身与汽缸接触,并且在恒定体积处发生散热。从P4到P1的压力降低,从T4到T1的温度降低,从S4到S1和体积保持恒定(即,i.v4 = V1)。

柴油循环如何在4冲程柴油发动机中实现?

这是我们讨论过的柴油循环引擎的四个工作过程。现在我们将讨论这个循环在4冲程柴油发动机中的实现方式。当该循环用于4冲程柴油发动机时比我们有2个额外的过程。一个是抽吸过程,另一个是排气过程。对于换热,柴油用作燃料燃烧并增加热量的燃料。

让我们详细讨论所有过程

  • 0-1:吸气过程(吸气冲程)
  • 1-2:等熵压缩过程(压缩行程)
  • 2-3:定容加热(燃料点火燃烧)
  • 3-4:熵扩张(电力行程)
  • 4-1:恒定体积热排放(冷却剂与圆筒墙接触)
  • 1-0:排气过程(排气冲程)

进程0-1:吸入过程

在该过程中,入口阀打开和抽吸在大气压下发生。它被称为吸入冲程。

过程1-2:概要压缩

吸入的空气现在被熵压缩。由于压缩,空气的温度增加到柴油变得点燃的这种水平。它被称为压缩行程。

过程2-3:恒压加热添加

在压缩结束时,活塞处于上止点,此时,柴油通过喷油器以雾化的形式喷射到气缸中。当这个雾化柴油燃料接触到热压缩空气,它被点燃,燃烧过程开始。燃料的燃烧给发动机增加热量。

过程3-4:等熵膨胀

燃烧过程增加了大量的热量,这在活塞头上产生了大的力,并且它从TDC向下移动到BDC。这是电力行程。

工艺:4-1:恒容散热

活塞位于下止点,冷却剂与汽缸壁接触,带走发动机的热量,使发动机冷却。之后,活塞向上运动。

过程:1-0:排气过程

在这个过程中,活塞从下止点移动到上止点,排气阀打开。气缸内所有燃烧的气体都通过排气阀排出。这是排气冲程。

这是一个四冲程压缩发动机的工作原理。

概括

柴油机随运行周期、活塞位置及不同参数变化情况总结如下:

S.NO. 过程 手术 活塞的位置 参数变更
1. 1 - 2:等熵压缩 压缩空气。 下死点,TDC V:从V1到
V2T:从T1增加到
T2P:从P1增加到
P2S:熵保持常数(S1 = S2)
2. 2-3:恒压热
除了
从外部添加热量
源(热体)
在TDC的一段时间,并略有下降。 v:从v2增加到
V3T:从T2增加到
T3P:保持不变(P2 =
p3)S:从S2增加到
S3
3. 3-4:概要扩张 这时空气就会膨胀
加热。
TDC到BDC. V:从V3增加到
V4T:从T3减少到
T4P:从P3减少到
P4S:熵保持不变(S3=S4)
4. 4-1:恒容热
拒绝
热量被拒绝到水槽。 在BDC呆了一会儿 V:体积保持不变(V4 =
T:由T4降至
T1P:从p4减少到
P1S:从S4减少到
S1

应用

使用柴油循环,其中需要更少的燃料需要更多的功率。主要是它用于两次中风和4个中风柴油发动机。

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Pankaj Mishra

潘卡吉·米什拉(Pankaj Mishra)是一位充满激情的博客作者,职业是机械工程师。他于2015年获得机械工程学士学位。他喜欢分享他的知识和帮助别人。

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