Liberacki - Obieg Otto, Obiegi termodynamiczne silników spalinowych tłokowych


Nicolaus August Otto (1832 Holzhausen - 1891 Kolonia) - samouk, syn rolnika, przeszedł przeszkolenie na sprzedawcę. Wynalazca nazwanego na jego cześć silnika Otto (silnik o zapłonie iskrowym).

W 1864 założył razem z inżynierem Eugenem Langenem pierwszą na świecie fabrykę silników, dzisiejsze DEUTZ AG.

Na Paryskiej Wystawie w roku 1867 po raz pierwszy zaprezentowali publiczności własną wersję silnika benzynowego w którym tłoki przekazywały energię przez zębatkę a nie mechanizm korbowy. Ta nowa konstrukcja silnika zużywała jedną trzecią paliwa w porównaniu do ówcześnie znanych silników. Wynalazcy zostali wyróżnieni złotym medalem w kategorii: ekonomiczne silniki dla małych przedsiębiorstw. Wybudowano prawie 5.000 sztuk takich silników.

W 1876 (patent 1877) Otto udało się opracować silnik czterosuwowy ze sprężoną mieszanką paliwową, częściowo bazujący na silniku Lenoira. Ten typ silników do dzisiejszego dnia jest podwaliną pod budowę silników spalinowych o zapłonie iskrowym (dlatego wszystkie silniki benzynowe z zapłonem iskrowym i posuwisto-zwrotnym ruchem tłoka, gdzie energia z nich jest przenoszona przez wał korbowy są nazywane silnikami Otto).

W 1882 r. Wydział Filozofii Uniwersytetu w Würzburgu przyznał mu tytuł doktora honoris causa.

W 1884 r. Otto wynalazł elektryczny zapłon dla swoich silników benzynowych.

W latach 1886 - 1889 zgłoszone na fabrykę silników Deutz patenty: zasadniczy i pochodny zostały w znacznej części unieważnione. Głównym tego powodem były wcześniejsze publikacje z roku 1861, francuskiego inżyniera Alphonse'a Beau de Rochasa (1815 - 1893).

Étienne Lenoir, (1822 - 1900) wynalazca francuski pochodzenia belgijskiego. W 1860 r. zbudował pierwszy użyteczny silnik spalinowy, dwusuwowy, jednocylindrowy, pracujący na mieszance gazu ziemnego i powietrza, o mocy 8,8 kW. Jego prosty silnik poruszał pojazd, który przejechał trasę między Paryżem a Joinville-le-Pont. Silnik ten był umieszczony w starym wozie konnym, więc koła poruszały się za pośrednictwem łańcucha wokół kół osi. Silnik Lenoira otrzymał dnia 20 stycznia 1860 r. francuski patent nr 43624.

Źródła:

www.wikipedia.pl

www.wikipedia.org

wwwnt.if.pwr.wroc.pl/KWAZAR/jaktopracuje/.../historia.htm

0x08 graphic
Obieg Otto - jest obiegiem porównawczym dla silników spalinowych tłokowych o zapłonie iskrowym (ZI), spalających mieszaninę paliwowo powietrzną, charakteryzujących się szybkim procesem spalania. Cechą charakterystyczną obiegu Otto jest doprowadzanie ciepła przy stałej objętości.

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic

Przemiany politropowe składające się na obieg Otto:

1-2 - adiabata (izentropa) sprężania,

2-3 - izochora doprowadzania ciepła,

3-4 - adiabata (izentropa) rozprężania,

4-1 - izochora odprowadzania ciepła.

Stopień sprężania:

0x01 graphic
dla obiegu teoretycznego Otto 0x01 graphic

VS [m3] - pojemność skokowa cylindra,

VK [m3] - pojemność komory sprężania (spalania),

VC [m3] = VS + VK - pojemność całego cylindra.

Sprawność obiegu Otto:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Wzrost sprawności obiegu można uzyskać poprzez zwiększenie wartości stopnia sprężania ε, który dla większości współczesnych silników o ZI osiąga wartość nieco ponad 10 (dla paliw o liczbie oktanowej LO 95, LO 98).

W przypadku silników sprężających mieszaninę paliwowo - powietrzną zbyt wysoka wartość stopnia sprężania prowadzi bowiem do wystąpienia samozapłonu paliwa oraz do detonacyjnego spalania paliwa tzw. stukowego.

LO charakteryzuje paliwa stosowane w silnikach ZI pod względem odporności na samozapłon i spalanie detonacyjne. Im wyższa liczba oktanowa, tym paliwo odporniejsze jest na samozapłon i spalanie detonacyjne.

Dopuszczalny stopień sprężania zależy więc od liczby oktanowej paliwa np.

nafta LO = 50 to ε = 4,

benzyna niskooktanowa LO = 76 to ε = 7

benzyna bezołowiowa LO = 95 to ε = 10.

Ciekawostka:

Nafta jest paliwem o takich własnościach, które pozwoliło na jej zastosowanie w dawnych rolniczych silnikach spalinowych o zapłonie iskrowym ale także w niektórych silnikach o zapłonie samoczynnym.

3

1

2

3

4

v

p

qd

qw

DMP

GMP

v1

v2

VS

VK



Wyszukiwarka