목표

우리는 디자인의 Otto 사이클에서 어떻게 성능을 향상시킬 수을 변경하여 체적 압축 비율이 있습니다. 그만큼 오토 사이클 폐쇄 사이클(시스템이 제어 질량 인 경우),일반적으로 스파크 점화,내연 기관,자동차 엔진,즉 가솔린 엔진의 실린더를 모델링하는 데 사용됩니다.오토 사이클은 모두 일반적으로 내연 기관을 모델링하는 데 사용되는 폐쇄 사이클이라는 점에서 디젤 사이클과 매우 유사하다. 그들 사이의 차이점은 오토 사이클은 디젤 사이클과 같은 압축 점화 사이클 대신 스파크 점화 사이클이라는 것입니다. 스파크 점화 사이클은 연소를 시작하기 위해 스파크가 필요한 연료를 사용하도록 설계되었습니다.오토 사이클은 팽창,냉각,압축 및 연소의 네 단계로 구성됩니다.2015 년 12 월 15 일(토)~2015 년 12 월 15 일(토)~2015 년 12 월 15 일(토)~2015 년 12 월 15 일(일): 오토 사이클에서,연료는 압축 공기를 가열 연소되고,뜨거운 가스는 실린더에 여행 피스톤을 강제로 팽창한다. 이 단계에서 사이클은 자동차의 크랭크 샤프트를 회전시키는 유용한 작업에 기여합니다. 우리는 이상적인 오토 사이클에서이 단계가 등방성이라는 이상적인 가정을합니다.피스톤:하단 데드 센터에서 상단 데드 센터로 이동.

림 2:top dead center 동안 냉각

냉각:다음으로,팽창 된 공기는 주변 상태로 냉각된다. 실제 자동차 엔진에서 이것은 엔진에서 환경으로 공기를 배출하고 신선한 공기로 대체하는 것에 해당합니다. 이것은 피스톤이 사이클에서 최고 데드 센터 위치에 있고 움직이지 않을 때 발생하기 때문에,이 과정은 등각(부피 변화 없음)이라고 말합니다.피스톤:상단 데드 센터에서.

림 3:아래로 이동 중에 압축

압축:공기에 열을 추가하기위한 준비에서,우리는 다음 실린더 아래로 피스톤을 이동하여 압축합니다. 우리가 공기에 일을 공헌하는 주기의 이 부분안에 이다. 이상적인 오토 사이클에서,이 압축은 이소 트로픽으로 간주됩니다. 피스톤: 이동 위에서 죽은 센터 아래로 죽은 센터.그림 4:연소시 바닥 데드 센터 연소:피스톤이 바닥 데드 센터 위치에있을 때 다음,열은 연료 연소에 의해 공기에 첨가된다. 연소는 스파크(예:점화 플러그)가 실린더에 생성 될 때까지 시작되지 않습니다. 피스톤은 주기의 이 부분 도중 근본적으로 움직이지 않기 때문에,우리는 열 추가가 냉각 과정 같이 등소성,이다고 말합니다.피스톤:하단 데드 센터에서.이 다이어그램은 다음과 같습니다.이 다이어그램은 다음과 같습니다.그림 5:오토 사이클 설계의 예 오토 사이클 설계 문제 문,우리는 우리가 15 의 주변 조건에서 공기의 1 킬로그램 소요 오토 사이클을 설계 할 것으로 가정합니다.그것의 연소 과정에서 그것에 열 1800 키로메터. 오토 사이클에 대해 우리가 알고있는 것,그것이 우리가 문제를 완전히 설명하는 데 필요한 전부입니다.다음은 오토 사이클의 가능한 사이클 패드 설계이다. 이 가솔린을 연소하는 가장 저렴한 일이기 때문에 우리는 오토 사이클에 대한 가장 일반적인 작동 유체는 공기이다. 우리는 어떤 물건의 미터 창에서 물질로 선택하여 공기로 우리의 작동 유체로 공기를 선택할 수 있습니다.우리는 설계 가정이 이루어져야하는 오토 사이클의 각 스테이트 포인트와 프로세스를 간략하게 살펴보고 각 가정을 자세히 설명 할 것입니다. 예제 설계 제약 조건에서 볼 수 있듯이 이상적인 오토 사이클을 설명하기 위해 숫자를 지정할 필요가 거의 없습니다. 나머지 가정은 주기에 대한 배경 지식을 적용하여 결정됩니다. 원칙 수치 설계 결정은 압축 비율입니다.사이클 메뉴 항목에서,우리는 사이클 속성 미터 창을 호출 할 수 있습니다. 여기서 필요한 유일한 가정은 사이클이 열 엔진(열을 작동으로 변환하는 장치)이므로 사이클 패드가 효율성을 평가하는 방법을 알고 있다는 것입니다. 이 공기로 작동 유체를 지정하는 어떤 좋은 장소이지만,여기에 필요한 사양이 없습니다. 우리가 이상적인 오토 사이클을 분석하고 있기 때문에,우리는 확장이 이소 트로픽이라고 가정합니다. 우리가 팽창과 그것이 생산 한 작업에서 얼마나 많은 열 손실이 발생했는지 알고 있다면,우리는 이상적인 팽창 과정을 모델링하기 위해 대신 여기에 그것들을 지정할 수 있습니다. 여기에 필요한 사양이 없습니다. 이것은 우리가 사용 된 공기를 환경에 방출하는 곳입니다. 피스톤이 최고 데드 센터 위치에있을 때 신선한 공기로 소비 된 공기의 교체가 발생하기 때문에,우리는 냉각 공정이 등각으로 가정한다. 이 시점에서,우리는 주위 조건에서 실린더에 들어가는 공기를 가지고,그래서 우리는 온도를 가정 티 15%도; 여기서 우리는 이상적인 오토 사이클에 대한 압축이 등방성이고 문제 진술에 주어진 것처럼 우리의 압축 비율은 8 이라고 가정합니다. 여기에 필요한 사양이 없습니다. 여기서 우리는 가열(피스톤이 바닥 중앙에 있고 냉각과 유사하게 움직이지 않는 동안 발생 함)이 등식이라고 가정하고 또한 추가 된 열을 가정한다(큐)1800 킬로. 우리는 우리가 구축 한 오토 사이클의 열 효율이 약 57.5%인 것을 확인하기 위해 사이클 속성 미터 창에서 다시 볼 수 있습니다. 그림 7:사이클 특성 오토 사이클의 열효율이 체적 압축비의 관점에서 표현 될 수 있음이 밝혀졌습니다. 는 것입니다:

h=

진 Qout —– 진

=1-1/(rk-1)

여기서 k 열 비율(=Cp/Cv).또한,압축비를 증가시킴에 따라,압축 공정 후의 압력 및 온도 증가는 디젤링의 가능성을 증가시키는데,이는 점화 스파크가 적용되기 전에 연료가 자체적으로 점화되는 상황을 설명한다. 이것은 피스톤이 등각 바닥 데드 센터 위치에있을 때 점화(따라서 연소)가 발생한다는 우리의 가정과 충돌합니다. 또한 피스톤이 압축 과정을 마치기 전에도 연소가 발생하고 크랭크 샤프트가 적절한 위치로 회전하기 전에 피스톤 백업을 강제하는 엔진 손상이 실제로 발생할 수 있습니다(그림 3 에 표시된 방향에서 그림 4 에 표시된 방향으로 이동하기 전에).오토 사이클의 사이클 패드 디자인을 다운로드합니다.

관련 항목

• 디젤 주기
• 디자인의 랭킨 주기

원

월리,P.B.1992. 기본 공학 열역학.옥스포드 대학 출판부. 2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일,2015 년 12 월 1 일 1994. 고전 열역학의 기초,4 판.존 와일리와 아들. 2015 년 12 월 15 일(토)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)~2015 년 12 월 15 일(일)