При постоянных значениях е, /г и температура также является величиной постоянной. Отсюда следует, что
= const = А.
По этому выражению, задаваясь различными значениями Л, можно получить соответствующие значения р или найти величину X при заданной величине р. Подставляя полученные значения X и р в выражение (1), можно установить влияние соотношения между этими параметрами на степень использования теплоты в цикле при прочих равных зсловиях.
На фиг. 13 показана зависимость к. п. д. т смешанного цикла от величин Л, X и р. На этой диаграмме крутые кривые соответствуют термическому
50 75 100 125 150 1?5p,f<z/cMi
Фиг. 13. Диаграмма термического к п. д. смешанного цикла по данным Н. Р. Брилинга
1,5 Z.0 2,5 3.0 3,5 Л
Фиг. 14. Диаграмма среднего давления смешанного цикла.
К. п. д. при постоянных значениях А в зависимости от изыепеЕшя параметров Я: и р, а пологие кривые к. п. д. - fi, при постоянном значении р в зависимости от степени повышения давления \ для разных количеств сообщенной-теплоты. Диаграмма построена для е = 16 и /г= 1,4.
Из кривых на фиг. 13 видно, что при постоянной величине А использование теплоты улучшается с увеличением Л, т. е. доли теплоты, сообщенной при V - const. Термический к. п. д. щустшгет максимума при р = J. С возрастанием значения X при постоянной величине р вследствие увеличения общего количества сообщенной теплоты термический к. п. д. также-несколько повышается.
Из формулы (1) видно, что влияние параметров е и /г на термический к. п. д. в смешанном цикле остается таким же, как в циклах с сообщением теплоты при V = const и с сообщением теплоты при р - const: при увеличении степени сжатия е и показателя адиабаты k термический к. п. д. ti повышается.
Влияние величин Л и р на среднее давление смешанного цикла р видно-на фиг. 14.
Если р = const, г \ Ф const, то нри увеличении значения Л возрастает давление р. Влияние величины Л на давление Pf в смешанном цикле менее-сильно, чем в цикле с сообщением теплоты при V = const, при этом увеличение давления р опережает рост величины \ .
Если const, а Л = const, то влияние величины р на среднее давление-цикла аналогично влиянию в цикле с сообщением теплоты при р ~ const;, с увеличением значения р давление повышается, опережая рост величины р.-
Из выражений (5) и (7) видно, что в том случае, когда величины Л и р изменяются одновременно при Qj = const среднее давление смешанного цикла изменяется пропорционально изменению к. п. д. т].
На фиг. 13 видно, какой из трех рассмотренных циклов выгоднее в термическом отгюшении (в случае возможности их осуществления с одинаковой <;тепеныо сжатия е). Верхняя горизонтальная прямая соответствует предельному значению р = 1, т. е. в этом случае смешанный цикл обращается в цикл с сообщением теплоты при V const. Этой горизонталью определяется максимальное значение fif независимо от величин А и X. В другом предельном случае {X = 1), т. е. при переходе от смешанного цикла к циклу с сообщением теплоты при р - const, при каждом значении А получается минимальная величина к. п. д. -ц. Таким образом, при одинаковой степени сжатия наиболее экономичным является цикл с сообщением теплоты при V ~ const, •смешанный же цикл занимает в этом отношении промежуточное место.
Следует указать, что при одинаковой степени сжатия е и одинаковом количестве подведенной теплоты максимальное давление различных циклов неодинаково. Наибольшее давление цикла р = Хр изменяется -пропорционально величине X и, следовательно, имеет наименьшую вели-чину для цикла с сообщением теплоты при р ~ const и наибольшую для цикла с сообщением теплоты при V = const (фиг. 14).
Предельное значение А возрастает с величиной Q. Поэтому при большом Qi давление р цикла с сообщением теплоты при V ~ const может быть в несколько раз больше давления р цикла с сообщением теплоты при р = const, достигая при этом весьма значительной величины. Таким образом, увеличение экономичности цикла сопровождается повышением его макси-•мального давления.
Однако увеличение экономичности цикла, как видйо из кривых (фиг. 13), •сильно замедляется с увеличением значения А, Большое увеличение давления Pz не оправдывается незначительным возрастанием к. п. д. fi. Поэтому •смешанный цикл оказывается практически более целесообразным, чем цикл с сообщением теплоты при V = const.
Более высокий к. п. д. цикла с сообщением теплоты при V = const перед циклом с сообщением теплоты при р = const получается при одинаковой степени сжатия. Если сравнить циклы при одинаковых значениях р, и Qj, но различных степенях сжатия е, то термический к. п. д. оказывается •более высоким у цикла с сообщением теплоты при р = const, чем у цикла •с сообщением теплоты при V = const. Это объясняется тем, что при одинаковых давлениях р степень сжатия в цикла с сообщением теплоты при V = = const будет значительно ниже, чем у цикла с сообщением теплоты при р = const. Величина термического к. п. д. смешанного цикла при этом условии имеет промежуточное значение.
ГЛАВА III
РАБОЧЕЕ ТЕЛО И ЕГО СВОЙСТВА
§ 1. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Р а б О ч И f телом называется вещество, при помощи которого осуществляется действительный рабочий цикл двигателя В поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочее тело состоит из окислителя, топлива и продуктов его сгорания. Для большей масти двигателей внутреннего сгорания окислителем служит атмосферный воздух. При осуществлении рабочего цикла рабочее тело не остается постоянньш, а претерпевает .физические и химические изменения.
При зарядке, т. е. нри процессе наполнения цилиндра, в зависимости от типа двигателя в цилиндр поступает воздух или свежая смесь (смесь горючих газов, паров или мелких капель жидкого топлива с атмосферным воздухом) Воздух или свежая смесь, поступающие в цилиндр за один рабочий цикл и остающиеся в цилиндре к моменту начала сжатия, называются свежим зарядом.
В процессе сжатия рабочим телом является рабочая смесь, представляющая собой смесь воздуха или свежей смеси с остаточными газами, т. е. продуктами сгорания, оставшимися в цилиндре после завершения предыдущего рабочего цикла.
В процессах расширения и выпуска рабочим телом являются продукты сгорания топлива.
При осуществлении цикла тепловые свойства рабочего тела изменяются в зависимости от его температуры и состава.
§ 2. ТОПЛИВО
Теплота, необходимая для осуществления рабочего цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания, выделяется при химических реакциях сгорания топлива непосредственно в цилиндре двигателя.
В двигателях внутреннего сгорания применяются лишь те топлива, которые легко перемешиваются с воздухом, образуя горючую смесь, и в продуктах сгорания которых не содержится твердого (зольного) остатка. Даже •относительно небольшое количество золы, отлагающееся на стенках цилиндра, приводит к быстрому износу гильзы цилиндра, поршневых колец и поршня двигателя. Поэтому в поршневых двигателях можно использовать только газообразные или жидкие топлива, практически не содержащие золы. Твердое топливо может быть использовано в двигателях только после переработки его в жидкое или в горючий газ в специальных устройствах - газогенераторах.
В качестве газообразного топлива в двигателях внутреннего сгорания применяется природный газ из чисто газовых месторождений, промышленные газы, получаемые при добыче и переработке нефти, при выжиге кокса и вы-
