Upload
igoriv
View
1.616
Download
14
Embed Size (px)
Citation preview
TERMODINAMIČKI CIKLUSI
• Karnoov ciklus je fizički proces od značaja u teoriji termodinamike.
• teorijski ciklus ,čiji značaj je u tome što se pomoću nje može izračunati teorijski maksimum rada koji može da proizvede fluid u zatvorenom termičkom sistemu.
• Stepen pretvaranja termičke energije u mehanički rad se izražava koeficijentom korisnog dejstva
• Овај фактор се користи у поређењу ефикасности различитих мотора.
• Карноов цикулс је описао француски официр, инжењер и физичар Сади Карно.• Његовим делом је заснована грана физике
под именом термодинамика.
• Карно је желео да дизајнира термодинамички циклус максималне ефикасности.
• Ефикасност било које термодинамичке машине може се поредити са ефикасношћу Карноове машине која служи као референца.
• Карноов циклус се састоји из 4 процеса (2 изотермна и 2 адијабатска) :
1. Изотермно ширење2. Адијабатско ширење3. Изотермно сабијање4. Адијабатско сабијање
qab-трансфер топлоте од хладњака (негативна вредност).
qzu- трансфер топлоте од извора топлоте (позитивна вредност).
TEORIJSKI CIKLUS RADA
SUS MOTORA
1. TEORIJSKI CIKLUS RADA
OTO MOTORA
Svaki SUS motor u toku svog rada mora obaviti osnovna 4 procesa:
1. usisavanje,2. sabijanje (kompresija),3. širenje (ekspanzija) i4. izduvavanje.
Razlike između tipova SUS motora su u vremenu, mestu i načinu vršenja ovih procesa.
Neki motori vrše sve procese u isto vreme, ali na različitim mestima u motoru (npr. mlazni motor), a neki vrše procese na istom mestu, ali u različito vreme (npr. klipni Oto i Dizel motori).
• Četverotaktni motor je motor koji radi svoj radni ciklus u četiri takta,
• odnosno motor koji svoj radni cikus obavi u dva kruga kolenastog vratila.
• Oto motor i Dizel motor mogu biti izvedeni da rad
Četiri takta su:1. TAKT – usisavanje vazduha ili smeše -od 1'do 12. TAKT – kompresija i paljenje- od 1 do 2
(kompresija i u tačci 2 paljenje)3. TAKT – sagorevanje i ekspanzija (radni takt) od
2 do 4 (od 2-3 sagorevanje, 3-4 ekspanzija)4. TAKT – izduvavanje od 4 do 1'(od 4-1 slobodno
iyduvavane, 1-1' izduvavanje klipom)
• 1 - Početak kompresije Zapremina jednaka zapremini cilindra)
• 1-2Adijabatska kompresija• 2 - Paljenje smjese svećicom• 2-3 - Izgaranje po izohori
(zapremina jednaka zapremini kompresije)
• 3 - Kraj sagorevanja, početak ekspanzije
• 3-4 - Adijabatska ekspanzija• 4 - Kraj ekspanzije, početak
izduvavanja• 4-1 - Izohorni izduvavanje u
cilindru
2. TEORETSKI CIKLUS RADA ČETVOROTAKTNOG DIZEL
MOTORA
• 1.Takt - klip se kreće od GMT ka DMT i usisava vazduh u cilindar. Ovaj takt završava kada klip dođe u DMT.
Tačka 1 - teoretsko trenutno zatvaranje usisnog ventila
• 2.Takt - Klip se kreće ka GMT i kompresuje (smjesu goriva i zraka kod Oto motora ili sami zrak kod Dizel motora)
Tačka 2 - trenutno paljenje smese ili trenutno ubrizgavanje goriva
• 3.Takt - Sagorevanje i ekspanzija, kod Oto motora, sagorevanje po izohori, a zatim ekspanzija, a kod Dizel motora je sagorevanje po izobari i traje jedan deo ekspanzije.
• Tačka 3 - predstavlja kraj sagorevanja i početak ekspanzije kod Oto, ili Kraj sagorevanja i početak samo ekspanzije kod Dizela.
• Tačka 4 - otvara(ju) se izduvni ventil(i)
• 4.Takt - izduvavanje, od 4 do 1 je po izohori, nagli pad
pritiska na atmosferski, , a zatim od 1 do 1' klip se kreće od DMT ka GMT i gura gasove pred sobom i tako nastavlja izduvavanje.
• Tačka 1' - zatvara se izduvni ventil, a otvara usisni ventil
Stvarni ciklusi rada SUS motora
• OTO motora• DIZEL motora
Stvarni ciklus rada OTO motora
• Odstupanje od termodinamickog ciklusa• Kod stvarnog ciklusa se pojedine faze prepliću1-izmena radne materije2-sabijanje3-sagorevanje4-širenje
• Stvarni radni ciklus dosta odstupa ne samo od termodinamičkog, već i od teorijskog ciklusa i kod njega nisu tako jasno odvojene pojedine faze i fizičko hemijski procesi jedan od drugog.
• Osnovne razlike, odnosno, odstupanja stvarnih ciklusa u odnosu na teorijske, nastaju iz sledećih razloga:
1. Dovođenje toplote je kontinualan proces sagorevanja, koji je kompleksni fizičko hemijski proces praćen gubicima i raznim nesavršenostima.
2. Strujni gubici tokom odvijanja procesa punjenja i pražnjenja motora postoje i ne mogu se zanemariti.
3. Toplotni gubici na okolinu, putem odvođenja toplote sistemom hlađenja, su znatni tokom celog procesa, a posebno tokom sagorevanja.
4. Postoje i drugi energetski gubici, kao nezaptivenost radnog prostora, gubici toplote zračenjem, nepotpuno sagorevanje, nesavršena regulacija i dr.
Stvarni Dizel ciklus
• Kod četvorotaktnog dizel motora nakon otvaranja usisnog ventila (tačka1) u cilindar ulazi samo čist zrak.
• Kao i kod oto motora, nakon zatvaranja usinog ventila pri kretanju klipa ka SMT vrši se proces sabijanja uz razmjenu toplote izmeđuzraka i cilindra.
• Za razliku od oto motora u datom slučaju sabija se čist zrak.Ubrizgavanje goriva u cilindar počinje kada se klip nalazi blizu SMT (tačka 3).
• U tomtrenutku temperatura sabijenog zraka mora biti viša od temperature, pri kojoj se ostvarujesamopaljenje ubrizganog goriva.
• U tomtrenutku temperatura sabijenog zraka mora biti viša od temperature, pri kojoj se ostvarujesamopaljenje ubrizganog goriva.
• U tomtrenutku temperatura sabijenog zraka mora biti viša od temperature, pri kojoj se ostvarujesamopaljenje ubrizganog goriva.
• Da bi se poboljšalo mešanje goriva sa vazduhom, pored toga što pumpa visokog pritiska kroz brizgaljku ubrizgava gorivo u raspršenom stanju (u vidumagle),
• pod relativno visokim pritiskom, raznim konstruktivnim rješenjima se stvaraintenzivno vrtloženje zraka u cilindru motora (specijalno izveden klip itd.).
• Poslijeodređenog perioda, za vrijeme koga se ubrizgano gorivo priprema za početak
TOPLOTNI BILANS MOTORA
KRUZNI DIJAGRAM
• Dijagram koji pokazuje, šematski, trenutke otvaranja i zatvaranja ventila
• Raspored pojedinih taktova moze se dati i u yavisnosti od ugla kolenastog vratila
• šema razvoda je predstavljena krugom okretanja kolenstog vratila na kome su označeni trenuci otvaranja i zatvaranja ventila,
• Na dijagramu se vidi da najduze traju taktovi usisavanja i izduvavanja
• Odredjeni period se i preklapaju• Izduvavanje 42° pre SMT a zavrsava se 10 ° pre
UMT i to ukupno traje 230 °• Otvaranje usisnog i izduvnog ventila se
poklapa za 22 ° i ovim se postize bolje ispiranje cilindra i potpunije punjenje
• Da bi se realizovalo 4 takta kolenasto vratilo se okrene za 720 ° (bregasto?)
KARAKTERISTIKE MOTORA
Karakteristike motora se još nayivaju i performanse motora (ne performanse vozila) i to su:
1. Snaga motora ( P )2. Obrtni moment ( M )3. Specifična potrošnja goriva ( ge )
1. Snaga motora
Snaga motora može se meriti:• U cilindru-indikatorska snaga Pi
• Na zamajcu- efektivna snaga Pe
Još je značajna i snaga koju imamo na točkovima Po
2. Moment motora
Moment motora može se meriti:• U cilindru-indikatorski moment Mi• Na zamajcu- efektivni moment MePostoji i moment na točku Mo
Dijagram efektivne snage i efektivnog momenta motora se naziva brzinska karakteristika motora
1 KS = 0,735 kWodnosno 1 kW = 1,35962 KS.
Jedna KS potrebna je da se telo teško 75 kg podigne 60 m za 1 minut
3. Specifična potrošnja goriva
• Ekonomičnost rada motora (kada se uporedi sa snagom)
a) Časovna potrošnja goriva
b) Putna potrošnja goriva l/100km
Zadatak:1.Dati su sledeći podaci:- Stepen kompresije je 7,2:1- Na slici su date dumenzije cilindra cilindra
- Izračunati radnu i kompresionu zapreminu
2. Prečnik klipa je 39 mm, hod klipa je 36 mm, visina cilindra je 40mm. Naći stepen kompresije motora.