Двигатель (часть 3) |
Экономичность |
О том, как распределяется теплота, поступающая в двигатель с топливом, можно судить по результатам рассмотрения теплового баланса. Представим себе двигатель заключенным в некоторый ограниченный объем, как это изображено на рис. 1.5, и рассмотрим различные потоки теплоты через границы этого объема. Цифрами /, 2 и 3 обозначены потоки подводимой к системе теплоты, а потоки отводимой теплоты обозначены цифрами 4—8. Очень хорошее описание теплового баланса содержится в работах [4] и [5]. Цифрами / и 2 обозначена теплота, содержащаяся в поступающих в двигатель топливе и воздухе, а цифрами 3 и 4 — теплота охлаждающей жидкости при соответствующих температурах, подводимая к двигателю и отводимая от него. Цифрами 5 и 6 показан отвод тепла в окружающую среду излучением и конвекцией. Полезная работа, совершаемая в рассматриваемом ограниченном объеме, помечена цифрой 7. Наконец, цифрой 8 обозначена совокупная теплота продуктов сгорания, т. е. выпускных газов. Результаты анализа энергетического баланса двигателя «Шевроле» образца 1975 г. с рабочим объемом 5,7 л и степенью сжатия 8,2 приведены в табл. 1.6. Эти данные получены при скорости вращения вала 1800 мин-1 и скорости движения 50 миля/ч (80 км/ч) автомобиля массой 4780 фунтов (3160 кг). Кроме того, эти данные соответствуют оптимальному углу опережения зажигания, отношению количества топлива к количеству воздуха в горючей смеси, равному 0,06, и отсутствию системы рециркуляции отработавших газов. При других условиях работы этого двигателя, а также для других двигателей возможны некоторые отличия, однако качественно тепловой баланс для большинства двигателей с искровым зажиганием в различных условиях работы будет, по-видимому, таким же. Для целей анализа потери теплоты удобно классифицировать по видам, указанным в табл. 1.7. Идеальный двигатель со степенью сжатия и составом горючей смеси такими же, как у двигателя Шевроле, может иметь термический коэффициент полезного действия, равный 0,44, т. е. 0,56 теплоты должны отводиться. Эффективный коэффициент полезного действия реального двигателя достигает лишь половины этого значения, доля отводимой теплоты у него составляет 0,8. Таким образом, в рассматриваемом примере в соответствии со вторым законом термодинамики у идеального двигателя должно отводиться 0,56 теплоты, подводящейся с топливом. Такой отвод теплоты необходим. Newer news items:
Older news items:
|