Идеальный цикл ДВС с подводом теплоты при

постоянном объёме

По такому циклу работают ДВС с воспламенением от искры.

Рассмотрим теоретический цикл двигателя внутреннего сгора­ния с подводом тепла при постоянном объеме. Теорети­ческий цикл изображен в pv-диаграмме и представляется следую­щим образом (рис. 4).

 

Рис.4

Идеальный цикл с начальными параметрами p₁, υ₁, Т₁, сжимается от
точки 1 по адиабате 1-2 до точки 2. По изохоре 2-3 к телу подводится тепло q₁ . От точки 3 рабочее тело расширяется по адиабате 3-4 до точки 4. По изохоре 4-1 отводится тепло q₂ и газ возвращается в первоначальное состояние.
Термический КПД цикла:

ŋ_{t = 1} – q₂ / q₁

Теплота подводится и отводится поизохорам,

 

поэтому первый закон термодинамики имеет вид: δq = du, и q_1-2,_v = c_v(Т₂-Т₁), то есть:

q₁ = c_v • (Т₃ - Т₂), q₂ = c_v • (Т₄ – Т₁).

Приведём значение всех температур к начальной Т₁. Для адиабаты 1-2 имеем: Т₁ • υ₁^k-1 = Т₂ • υ₂^k-lили: Т₂ / Т₁ = (v₁ / v₂)^k-1 = ε^k-1,
где ε - степень сжатия. Тогда: Т₂ = T₁• ε ^k-1 .

Для изохоры 2-3 имеем: р₃/р₂= Тз / Т₂ или: Т₃ = Т₂ • (р₃ / р₂) =
= Т₂ ·λ, где λ = p₃/p₂ степень повышения давления.

Тогда:

Тз = Т₂ ·λ = T₁ ·ε ^k-1 · λ , аналогично: Т₄ ⁼ Т₁ · λ.
Подставляя значения температуры в выражение (1) имеем:

ŋ₁ = 1– (T₁·λ – T₁)/(T₁ ·ε ^k-1 ·λ – T₁· ε ^k-1 )= 1- (T₁·(λ – 1))/(ε ^k-1 · T₁ ·(λ-1)).

Отсюда

ŋ₁= 1- 1/ε ^k-1.

Таким образом, ŋ_t зависит от степени сжатия εи величины k, то есть от природы рабочего тела. С увеличением εиkвеличинаŋ_tвозрастает.