Зачем в двигателе внутреннего сгорания сжимают смесь

[bondkim137]

rascas в сообщении #1702278 писал(а):

Вы не поняли ни уравнение КПД цикла Карно, ни работу ДВС.
${T_{\text{гор}}}$ - это температура подвода тепла.
${T_{\text{хол}}}$ - это температура отвода тепла.

как вы считаете, что больше,
${T_{\text{гор}}}$ или ${T_{\text{хол}}}$?

[sergey zhukov]

bondkim137 в сообщении #1702275 писал(а):

Только с точностью до наоборот:

Ну нет. Если говорить собственно про цикл Карно, то там сгорание вообще изотермическое. Т.е. температуры рабочего тела до и после сгорания равны. Это достигается, конечно, тем, что в цикле Карно во время передачи тепла рабочему телу оно еще и совершает механическую работу, расширяясь. Так что его внутренняя энергия не меняется.

Практический ДВС не работает по циклу Карно. Там температура рабочего тела в процессе горения заметно повышается. Однако принцип "Передавай тепло при максимальной температуре, забирай - при минимальной" все равно работает.

[bondkim137]

sergey zhukov в сообщении #1702281 писал(а):

сгорание вообще изотермическое. Т.е. температуры рабочего тела до и после сгорания равны

Вы правда так считаете?

[sergey zhukov]

bondkim137
А как выглядит цикл Карно по вашему? Изотермы там чему соответствуют?

Я еще раз повторю: практический ДВС не работает по циклу Карно. Не нужно на практику ориентироваться в этом вопросе.

А вот Дизель, например, как раз хотел приблизиться к изотермическому сгоранию, как в цикле Карно. Но у него не получилось.

[bondkim137]

sergey zhukov
Хорошо, давайте не будем корючкотворствовать. С Карно, строго говоря, я не прав.
Говорим о реальном ДВС, где гореть смеси равномерно с расширением рабочего объема, мягко говоря, не получается, и реальный процесс идет по чему-то среднему между Отто и Карно.

И о том - что выгоднее, подавать на вход смесь холодной или горячей.
С учетом того, что максимальная температура ограничена тепловой устойчивостью деталей ДВС.

[rascas]

bondkim137 в сообщении #1702285 писал(а):

И о том - что выгоднее, подавать на вход смесь холодной или горячей.

КПД цикла Отто не зависит от температур. (А по циклу Отто работают ДВС с воспламенением от искры).

[sergey zhukov]

bondkim137
Ну, тут главное разделять модели и жизнь. Если брать модель, то КПД цикла Отто (будем считать, что реальный ДВС работает по циклу Отто), как уже тут указали, от температур не зависит. Но он зависит от степени сжатия. А если мы накладываем ограничение только на максимальную температуру цикла, то опустив входную температуру и подняв степень сжатия, КПД двигателя можно повысить (это если он допускает повышение степени сжатия).
Скажем, турбинный двигатель (не турбированный, а именно турбинный) имеет переменную степень сжатия. Его КПД может увеличиваться с понижением температуры на всасе.


А в жизни на идеальную модель накладывается еще масса всего сверху. Я это уже не берусь обсуждать.

[bondkim137]

rascas в сообщении #1702286 писал(а):

КПД цикла Отто не зависит от температур

Косвенно очень зависит. Т.к. температура и давление ограничены сверху требованиями теплоустойчивости и прочности материалов ДВС, в результате чего поднимать точку 3 бесконечно не получается. Зато можно опустить точку 2, если охладить смесь на входе и увеличить степень сжатия.

[rascas]

bondkim137 в сообщении #1702289 писал(а):

Косвенно очень зависит.

Вот у вас на улице +20С, вы хотите охладить поступающую смесь до -20С. На охлаждение и прочие, сопутствующие, потери вы затратите больше энергии, чем сэкономите на увеличенной степени сжатия. Плюс вопрос с детонацией здесь не ясен, не будет ли происходить она при большей степени сжатия.

В общем все эти рукомахательные идеи, без расчётов и проверок не продуктивны.

[bondkim137]

rascas в сообщении #1702290 писал(а):

Вот у вас на улице +20С, вы хотите охладить поступающую смесь до -20С

Ну зачем же извращать все. Речь об использовании интеркулера, что б после предварительного сжатия турбиной и адиабатического нагрева частично вернуть температуру входной смеси ближе к уличной.

Благодаря чему при неполностью открытом дросселе при последующем расширении в конце впускного такта смесь в цилиндре может оказаться даже холоднее уличной температуры при атмосферном давлении.

[sergey zhukov]

rascas
Я сейчас, кстати, на одной газоперекачивающей станции, на которой газотурбинные двигатели работают. Так вот, для увеличения их мощности понижают температуру воздуха на всасе. Причем делают это очень просто: испаряют воду, которой смачиваются воздушные фильтры на всасе турбин. В местах, где низкая относительная влажность воздуха, это помогает заметно (если относительная влажность наружного воздуха уже и без того высокая, это не помогает).

-- 18.09.2025, 21:10 --

bondkim137
Кстати, этот интеркулер с точки зрения КПД, вероятно, только все ухудшает. Он для увеличения удельной работы цикла. В самом лучшем нашем любимом цикле Карно сжатие именно адиабатное. Любой двигатель должен к этому стремиться, если он хочет высокий КПД.

[bondkim137]

rascas в сообщении #1702290 писал(а):

Плюс вопрос с детонацией здесь не ясен, не будет ли происходить она при большей степени сжатия

Турбированные ДВС, как и просто форсированные степенью сжатия атмосферники, часто заправляют топливом с бОльшим октановым числом. Также на детонацию влияет увеличение рабочих оборотов двигателя - топливо относительно рабочего хода тогда горит медленнее и цикл от Отто смещается в сторону Карно.

-- 18.09.2025, 20:18 --

sergey zhukov в сообщении #1702292 писал(а):

Кстати, этот интеркулер с точки зрения КПД, вероятно, только все ухудшает

Не вижу, как.

[rascas]

В ДВС, турбонаддув и охлаждение надувочного воздуха термодинамический КПД силового агрегата только ухудшают.

bondkim137 в сообщении #1702293 писал(а):

Не вижу, как

Надо считать.

[sergey zhukov]

bondkim137 в сообщении #1702293 писал(а):

Не вижу, как

Так это же просто потери тепла в атмосферу. Если бы это был хотя бы рекуперационный теплообменник, который тепло из одной части цикла передает в другую. А тут просто потери.

Например, газотурбинные двигатели иногда работают с теплообменником, который часть тепла выхлопных газов передает рабочему телу после его сжатия компрессором (т.е. частично рабочее тело нагревается "бесплатно", можно тратить меньше топлива). Так работают турбины, которые имеют низкую степень сжатия. Вот это действительно увеличивает КПД.

[bondkim137]

rascas в сообщении #1702294 писал(а):

В ДВС, турбонаддув и охлаждение надувочного воздуха термодинамический КПД силового агрегата только ухудшают

Ухудшает сама турбина, а не интеркулер, я в первом сообщении об этом писал.
И то думаю не всегда, а когда работает ДВС на полную мощность. Тут надо считать.