柴油循环过程与P-V和T-S图

狄塞尔循环是鲁道夫·迪塞尔在1893年发明的。他提出了一个想法,通过这个想法,我们可以获得更高的热效率,具有高压缩比。所有的柴油机都在这个循环中工作。柴油在这个循环中被用作燃料,因为它可以在更高的温度下被压缩压缩比.它也被称为恒压循环,因为热量是在恒压下加入的。具有较高的热效率和压缩比(11:1 ~ 22:1)奥托循环

引擎由鲁道夫提出的由圆柱体中封闭的空气组成。圆柱体的壁面完全不导热,但底部却是热的完美导体。它具有热体、冷体和绝缘帽,热体、冷体和绝缘帽交替与圆筒接触。

理想的柴油循环包括4个过程,两个等熵过程,一个恒压过程和一个定容过程。

流程

这4个过程如下

  1. 等熵(可逆绝热)压缩
  2. 恒压加热
  3. 等熵膨胀
  4. 等体积散热。

还读:

借助于P-V图和T-S图,可以很容易地掌握柴油机循环这四个过程的工作情况。

柴油循环PV和TS图

注意:为了更好地理解这个过程,必要时请查看P-V和T-S图。

过程1-2:等熵压缩

在这个过程中,活塞从下止点移动到上止点,空气压缩是等熵的。这意味着在压缩过程中熵保持不变,没有热量从气缸壁(非导体)流出。在这里,空气被压缩,因此压力从P1增加到P2,体积从V1减少到V2,温度从T1增加到T2,熵保持不变(即S1 = S2)。

过程2-3:定容加热

在这个过程中,热体与气缸保持接触,在恒定的压力下向空气中添加热量。在此过程中,活塞在上止点处休息片刻。压强保持恒定(即P2 = P3),体积从V2增加到V3,温度从T2增加到T3,熵从S2增加到S3。

过程3-4:等熵展开

在这一过程中,空气在加热后,是等熵膨胀的,并从系统中获得功。活塞在此过程中向下运动并到达下止点。压强从P3下降到P4,体积从V3增加到V4,温度从T3下降到T4,熵保持不变(即S3=S4)。

流程4-1:定容散热

在此过程中,活塞在下止点处停留片刻,冷体与气缸接触,在恒定体积下散热。压强从P4下降到P1,温度从T4下降到T1,熵从S4下降到S1,体积保持不变(即v4 = V1)。

四冲程柴油机如何实现柴油循环?

这就是我们所讨论的柴油循环发动机的四个工作过程。现在我们将讨论这个循环是如何在四冲程柴油机中实现的。当这个循环用于4冲程柴油发动机时,我们有2个额外的过程。一个是吸入过程,另一个是排气过程。为了增加热量,柴油被用作燃烧和增加热量的燃料。

让我们详细讨论一下整个过程

  • 0-1:吸程(吸程)
  • 1-2:等熵压缩过程(压缩行程)
  • 2-3:等体积加热(燃料的点火和燃烧)
  • 3-4:等熵展开(功率行程)
  • 4-1:定容散热(冷却剂与气缸壁接触)
  • 1-0:排气过程(排气冲程)

过程0-1:抽吸过程

在这个过程中,进气阀打开,在大气压下吸入空气。这被称为吸力冲程。

过程1-2:等熵压缩

吸入的空气现在被等熵压缩。由于压缩,空气温度上升到柴油被点燃的水平。这被称为压缩行程。

过程2-3:恒压加热

压缩结束时,活塞处于上止点,此时柴油通过喷油器以雾化形式喷射到气缸中。当雾化的柴油与热的压缩空气接触时,就会被点燃,燃烧过程就开始了。燃料的燃烧增加了发动机的热量。

过程3-4:等熵展开

燃烧过程增加了大量的热量,这在活塞头上产生了很大的力,活塞头从上止点向下移动到下止点。这就是动力冲程。

工艺:4-1:定容散热

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

工艺:1-0:排气工艺

在这个过程中,活塞从下止点移动到上止点,排气阀打开。所有留在钢瓶里的燃烧气体都通过排气阀逸出。这是排气冲程。

这就是四冲程压缩发动机的工作原理。

总结

柴油机循环运行概况、活塞位置及各参数变化情况如下:

S.no 过程 操作 活塞位置 参数变化
1. 1-2:等熵压缩 压缩空气。 下止点到上止点 V:从V1减到
V2T:从T1增加到
T2P:从P1到
P2S:熵保持不变(S1=S2)
2. 2-3:恒压热
除了
热量是从外部添加的
来源(热体)
在上止点处停留片刻,稍微向下移动。 V:从V2到
V3T:从T2增加到
T3P:保持不变(P2 =
P3)S:从S2到
S3
3. 3-4:等熵展开 空气膨胀发生在适当的时候
加入热量。
上止点到下止点 V:从V3增加到
V4T:从T3下降到
T4P:从P3到
P4S:熵保持不变(S3=S4)
4. 4-1:等体积加热
拒绝
热被排入水槽。 在BDC呆一会儿 V:体积保持不变(V4 =
V1)T:从T4减少到
T1P:从P4到
P1S:从S4到
S1

应用程序

柴油循环用于需要更大动力和更少燃料的地方。主要用于二冲程和四冲程柴油机。

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