Motoarele termice Otto şi Diesel.

în cea de a 11-a lecție de termodinamică

am discutat despre motoarele termice

auto și diesel să începem cu randamentul

mașinii termice mașina termică

fiind de introdusă în lecția precedentă

randamentul unei mașini în general

a raportul dintre puterea utilă

și cutera consumată aceasta fiind

definiția dată în mecanică în lecțiile

de legi de conservare Deci în general

randamentul este Puterea utilă

împărțită la puterea consumată

în cazul unei mașini termice puterea

utilă Este cea care ne dă lucrul

mecanic efectuat de mașină iar

puterea consumată este căldura

primită de la mediu de către mașina

deci în particular pentru mașini

termice randamentul este raportul

dintre lucrul mecanic efectuat

și căldura primită care mai poate

fi scris ca 1 minus modul din căldura

cedată mediului Care este negativă

de aceea modulul și căldura primită

Care este pozitiv folosind această

definiție a randamentul unei mașini

termice putem redefini mai simplu

perpetuum mobile de speță a doua

și anume acesta este o mașină termică

cu randamentul 1 știm că în practică

nicio mașină nu are randamentul

1 Deci nu va exista un astfel de

dispozitiv să trecem la motorul

Otto motorul Otto este un motor

termic sau mașină termică cu aprindere

cu scânteie a combustibilului ce

are patru timpi de funcționare

patru timpi în principal pe care

vom prezenta acum Aceasta este

o schemă a unui motor Otto cu cei

4 timpi principali care sunt următorii

unul câte unul îi vom prezenta

Deci primul timp este cel de admisie

cel de aici în care supapa de admisie

cea din dreapta se deschide și

în camera de artere de cincilea

în cilindrul motorului pătrunde

un amestec de combustibil de obicei

benzină și aer care poate fi apoi

a prins al doilea timp este compresia

în care sub apă prin care se făcut

admisie sa închis și datorită inerției

arborelui de mișcare pistonul motorului

împinge Deci compresează acest

amestec de combustibil și aer Deci

obținem o compresie adiabatică

adică fără schimb de căldură acestui

amestec combustibil aer al treilea

timp și cel mai important este

cel al exploziei urmate de desen

De ce intră fază inițială bujia

care este în mijlocul acestei imagini

produce o scânteie această scânteie

aprinde amestecul de aer și benzină

bineînțeles acest această prindere

este un proces exploziv de o de

tentă rapidă de expansiune rapidă

a gazelor produse în explozie ceea

ce împinge pistonul generând mișcarea

aceasta este etapa în care motorul

generează un lucru mecanic și ultima

ultimul timp este cel de evacuare

în care supapa din stânga se deschide

și are loc evacuarea gazelor de

ardere produse în timpul explozii

să încercăm acum să trasăm diagrama

TV diagrama clapeyron pentru procesele

ce au loc între motor Otto și să

calculăm randamentul acestei mașini

deci am scris din nou și patru

timpi principale și 2 timpi secundari

ai motorului Otto și în această

diagramă pe care o voi explica

pas cu pas am prezentat procesele

ce au loc Deci Aceasta este o diagramă

presiune volum așa numita diagramă

clapelor care am tot folosit o

în termodinamică și în care desenăm

urmă în următorii timpi ai motorului

Otto Deci tot procesul începe din

punctul A din starea ei și întâi

avem admisie admisie a amestecului

de gaz și combustibil și combustibil

Deci procesul A1 este un proces

izobar ce are loc la presiune constantă

pe 1 de obicei presiunea atmosferică

în care acest amestec este introdus

în cilindrul motor urmează timpul

1 2 de compresie deci între stările

1 și 2 avem o compresie de la volumul

V1 la volumul mai mic v 2 a acestui

amestec de combustibil share acest

proces este adiabatic asta înseamnă

că nu se schimbă niciun fel de

căldură cu meciul apoi urmează

procesul 2 3 care este o explozie

izocor de ce are loc explozia inițiată

de scânteie a amestecului compresat

aer combustibil în timpul căruia

ce generează căldura din motor

de ce avem o căldură căldura primită

Care este pozitivă apare în timpul

acestui acestuia al treilea timp

al motorului urmează detenta gazele

de ardere produse în această explozie

în procesul doi trei vor se vor

expune de rapid înapoi la volumul

V1 întru în proces adiabatic Deci

acest proces este unul adiabatică

în care căldura este 0 dar în acest

proces în timpul acestui proces

are loc efectuarea lucrului mecanic

pentru că în acest timp are loc

expansiunea gazului Deci împingerea

pistonului înapoi Înapoi În timpul

4 1 are loc deschiderea supapei

și Deci evacuarea căldurii reziduale

Deci q cedat Care este negativ

apare căldura cedată va fi ce dată

în timpul procesului de la patru

stâni testele 41 și în final are

loc evacuarea izobară la presiune

constantă a gazelor de ardere în

mediul exterior acesta este ciclul

adică procesul ciclic din motorul

Otto parametru fundamental al motorului

Otto este raportul dintre cele

două volume V2 și V1 Aceasta este

o caracteristică geometrică dacă

vreți a motorului și acest raport

se numește raportul de compresie

se notează cu epsilon nici raport

de compresie Încercăm să scriem

randamentul motorului Otto în funcție

de acest parametru Deci plecăm

de la ecuația celor două călduri

ciudat modul de q cedat este egal

cu prin definiție Cu căldura cedată

în procesul 4 Deci scriem Q4 unu

și este egal cu un CV de patru

minute 1 q primit este egal prin

definiție Cu căldura Primită în

procesul 2 3 De ce este egal cu

1 CV de 3102 temperatura finală

minus temperatura inițială a proces

rezultă că prin datorită ecuației

randamentului care în prezentată

și anume că randamentul este 1

minus modul de q cedat împărțit

la Q primit rezultă că acesta este

1 minus pe 4 minus unu împărțit

la 3 minus 2 acum să scriem pentru

procesul adiabatic 1 2 deci pentru

procesul 1 2 care este adiabatic

ecuațiile poate să zici putem scrie

că te 1 v-1 la gama minus 1 este

egal cu te 2 v-2 la gama minusul

Deci pentru procesul unu doi avem

pentru starea unu T1 temperatura

din starea unu v unu la puterea

gama minus unu unde gama este exponentul

adiabatic a va fi egal cu 2 v-2

la gala minute de asemeni pentru

Trei patru care este tot un proces

adiabatic fără schimb de căldură

ecuația posen se va scrie trei

V2 la gama minus 1 este egal cu

d 4 V1 Mega mami Nu nu te 304 sunt

temperaturile stărilor 3 și 4 V2

și V1 apar din nou pentru că starea

3 are volumul de 2 și starea 4

are volumul V1 din aceste Două

ecuații Putem să scriem să tragem

două comprimă rând putem să tragem

concluzia că te 1 supra 2 din această

din prima ecuație de 1 împărțit

la T2 este egal cu 1 pe 2 la gama

minus 1 adică 1supra epsilon raportul

de compresie definit la gama minusul

Deci Happy TV 2 TV si Adi e a doua

concluzie care o tragem din acest

din aceste ecuatii este că te 4

înmulțit cu 2 este egal cu 3 înmulțit

cu Teo nu T4 înmulțit cu T2 Deci

o mulțime aceste Două ecuații și

cu vedem că în ambele în partea

stângă a egalului avem Z1 Z2 la

gară minus unu Factor ce apare

și în partea dreaptă a ecuație

care se simplifică deci pur și

simplu mulțimi ecuația aceasta

cu ecuația aceasta și simplificăm

V1 V2 la gama minoră ambele părți

și obținem această ecuație Dacă

scădem câte unul înmulțit cu T2

în ambele părți se obține în T4

te 2 minus de 1 t 2 este egal cu

de trei de unu minus t 1 t 2 observăm

că putem factorizarea și obținem

că te 4 minus te 1 înmulțit cu

2 este egal cu de 3 minute 1 înmulțit

cu pe 3 minus de 2 scuzați de 3

minute 2 2-a temperatura ție 2

înmulțit cu Teo factorul comun

în dreapta este în concluzie obținem

că raportul pe care ne interesa

pentru calcularea randamentului

deștept 4 minus unu împărțit la

trei minus doi este egal cu te

1 împărțit la T2 iar din această

ecuație putem scrie în final că

acest raport este 1 supra pepsină

raportul de compresie muncită la

gama minusul în concluzie mentul

motorului Otto este 1 minus 1 supra

epsilon la gama minus unu în practică

valori tipice pentru acest tip

de motor pentru randament sunt

de 30 40% iarăși ca și comentariu

deoarece singurul timp activ al

motorului este timpul 3 acesta

explozia plus de tenta uzual se

folosesc în în motoarele termice

4 cilindri cuplați astfel încât

în fiecare din cei patru timpi

să existe câte un timp activ al

unuia din cei 4 cilindri Deci un

alt cilindru are timpul active

în timpul admisiei un alt cilindru

devine activ în timpul compresii

apoi acest cilindru prezentat aici

va avea timpului activ în trei

patru iar ultimul cilindru va fi

activ în timpul evacuării acestui

cilindru Deci cei patru cilindri

folosiți un motor de tip de patru

sunt azi sunt Aranjați ca timp

a astfel încât în tot timpul să

avem un cilindru activ care generează

putere si efectuează lucrul mecanic

asupra transmisiei motorul motorul

diesel este asemănător dar are

câteva modificări despre care vom

vom vorbi Deci motorul din este

un motor cu aprindere prin compresie

nu prin scânteie veți vedea De

ce Deci nu avem ce când ne voie

de scânteie ci doar compresii care

are și el 4 timpi foarte similare

pe care îi prezentăm o diagramă

TV Deci avem aceeași aspirații

izobară de la Alo Nu ca în motorul

Otto apoi avem aceeași compresie

adiabatică Deci la q egal cu zero

a amestecului de combustibil și

gaz care de obicei la motorul diesel

este motorină și nu benzină apoi

în schimb avem în loc de o aprindere

izocoră avem o aprindere izobară

Deci prima modificare și cea mai

importantă este că explozia sau

aprinderea nu este izocoră ca la

motorul atunci izobară la motorul

diesel în concluzie avem o variația

volumului în timpul aprinderii

și acesta este din nou timpul principal

în care se primește energie căldură

apoi avem iarăși o de tentă o destindere

adiabata a ceea și ca la motorul

Otto și în final o deschidere a

supapei Dar care este izocoră și

deci în acest proces avem q cedat

Care este mai mic decât 0 și în

final evacuarea gazelor de ardere

principalii parametri sunt același

epsilon epsilon Care este definit

ca v-2 împărțit la v-1 și este

raportul de compresie identica

pentru motorul Otto dar avem un

alt volum de ce apare un volum

v-2 un al doilea volum datorită

faptului că avem o izobară aici

în loc de orizo cu Aura De ce apar

trei volume și atunci trebuie să

introducem un alt parametru geometric

notat aici cu ro care se numește

raport de destindere izobara raportul

dintre vetrei și V2 Deci principala

diferență din punct de vedere termodinamic

dintre cele două motoare este înlocuirea

în timpul principal cel de efectuare

a lucrului mecanic a izocor izobar

aceasta permite o compresie mai

mare în motorul diesel de cât e

motorul Otto Deci eu prima consecință

este că mă diesel obține factori

mult mai mari de compresie a amestecului

combustibil aer Dar ceea ce este

foarte bine dar aceasta implică

că în funcționarea este și Ceva

mai lent în general datorită acestui

Factor se obțin randamente mai

mari ale motoarelor diesel dar

și timpi de funcționare mai mari

sunt mai încet dar mai puternici

este mai încet dar mai puternic

motorul diesel compara cu motorul

Otto datorită aceste Destine izobare

dar cu variație de volum în timpul

aprinderii sau explozii randamentul

se poate scrie ca fiind încă având

următoarea valoare este un pic

mai complicată formula pentru că

avem doi parametri de volum în

loc de numa