Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 145 стр.

§ 35. Двигатели внутреннего сгорания                     137

бόльшим будет и КПД. Это очень привлекательно, потому что,
изменяя размеры цилиндра и камеры сгорания, мы можем сде-
лать степень сжатия сколь угодно большой, а значит, и КПД
приблизить к 100%. Но всякая палка о двух концах.
       В цилиндр двигателя Отто подается заранее приготов-
ленная топливовоздушная смесь. Это важное достоинство
конструкции, но оно же порождает ограничение на степень
сжатия. Обычно в современных автомобильных карбюратор-
ных двигателях ε = 8 ÷ 12. Легко подсчитать по (7.8), что при
ε = 10 с воздухом в качестве рабочего тела КПД составит 60%.
Это, конечно, весьма немало, но надо понимать, что это толь-
ко термический КПД цикла, а КПД всего двигателя, не говоря
уже об автомобиле в целом, будет гораздо меньше. Поэтому
хотелось бы сделать степень сжатия как можно больше.
       Однако увеличение степени сжатия влечет за собой рост
параметров состояния 2 и, как следствие, стремительное уве-
личение скорости реакций. Это может привести к самовоспла-
менению смеси. Горение тогда будет проходить не в нормаль-
ном режиме со скоростью распространения пламени в десятки
м/с, а в детонационном. В этом режиме фронт горения являет-
ся фронтом ударной волны, в котором давление скачкообразно
возрастает в десятки раз. Скорость движения фронта детонаци-
онного горения составляет 2000–3000 м/с. Такие резкие нагруз-
ки вредны для двигателя, поэтому для обеспечения прочности
пришлось бы сильно утяжелять конструкцию. Кроме того, мо-
мент самовоспламенения неконтролируем, и любое изменение
внешних условий привело бы к неустойчивой работе двигателя.
Поэтому самовоспламенение должно быть исключено.
       Для повышения эффективности двигателей разрабаты-
ваются самые разные способы. Одно из направлений — разра-
ботка топлив, пары которых допускали бы бóльшую степень
сжатия без детонации, и присадок ним. Антидетонационная
стойкость топлива выражается его октановым числом.
      35.2. Цикл Дизеля
      Радикальное решение, приведшее к росту КПД цикла,
пришло Рудольфу Дизелю. Двигатель, получивший впослед-
ствии его имя, был запатентован в 1892 г., а первый опытный
образец заработал в 1893 г.