Второй метод теоретически полного использования работы расширения, соответствующей площади треугольника, применимый только для четырехтактных двигателей, заключается в том, что выпускные газы за счет выталкивающего действия поршня подводятся к турбине при давлении, соответствующем концу расширения.
Вследствие этого суммарная работа расширения Hт ад, соответствующая площади ц4bс на рис. 7.4, может быть использована для получения полезной мощности в турбине. Необходимо иметь в виду, что на выталкивание выпускных газов из цилиндра затрачивается работа, соответствующая площади сц0b (на рис. 7.4 показана штриховкой крест-накрест).
Изоэнтропийный теплоперепад п турбине определяется по уравнению
а (отрицательная) работа выталкивания, отнесенная к 1 кг
Для тех же, что и в предыдущем примере, значений получается:
что идентично непосредственному расчету площади треугольника. Реализация второго способа также имеет свои трудности, поскольку как работа в турбине, так и работа выталкивания сопряжены с потерями. Если, например, Hт ад умножить на к. п. д. равный 0,7 (произведенная работа), а Hвыт разделить на 0,8 (затраченная работа), то избытка энергии уже не будет. К этому добавляется и то, что остаточные газы с высоким давлением р3 при расширении ухудшают наполнение цилиндра, если только они не удаляются через специальный клапан. Однако если они выпускаются наружу, то работа расширения теряется. По этой причине выталкивание газов под давлением, соответствующим концу расширения в цилиндре, ни в коей мере не является оптимальным. Но несколько более высокое давление, чем давление наддува (т. е. рц > р3 > р2), возможно на четырехтактных двигателях, причем в этом случае мощность турбины становится больше мощности компрессора; избыток мощности может быть использован для повышения эффективной мощности.
|