Ugrás a tartalomhoz

Energetika – Energiamenedzsment

Dr. Benkő Zsolt István, Dr. Pitrik József (2011)

Elméleti Diesel körfolyamat

Elméleti Diesel körfolyamat

A dízelmotor (Rudolf Christian Karl Diesel, 1893) működése négy ütemre bontható[47] [48] . Az első ütem a szívás: a dugattyú a hengerben lefelé mozog, s közben egy nyitott szelepen át levegő áramlik a hengertérbe. A második ütemnél a dugattyú felfelé mozog, sűríti és felhevíti a levegőt, és minden szelep zárva van. A harmadik ütem kezdetén a komprimált forró levegőbe injektálják a dízelolajat, ami a forró levegő hatására meggyullad, és állandó nyomáson égve elkezdi lefelé tolni a dugattyút. Az égés lassabb, mint a benzin égése a benzinmotorban. Az égés végeztével adiabaikus tágulás juttatja el a dugattyút az alsó holtpontig. A negyedik ütemben a dugattyú felfelé mozog, a kipufogószelep nyitva van, s az égéstermékek távoznak a hengerből. A körfolyamat újraindul friss levegővel. Az idealizált folyamat két adiabatikus, egy izobár és egy izochor folyamatból áll. A körfolyamat p-V diagramja az 5.14 ábrán látható.

Az első ütem a 0-1 szakasz; ezt a körfolyamat energodinamikai tárgyalásához nem kell figyelembe venni. A második ütem az 1-2 szakasz. A harmadik ütem (munkaütem) a 2-3 és a 3-4 szakasz együtt. A negyedik szakasz (kipufogás) a 4-1 és 1-0 szakasz együtt. A számítást hasonlóképpen kell elvégezni, mint az előző esetekben. A végeredményként kapott hatásfok:

(5.21)

ahol ρ = V3/V2 az égési folyamat végén és kezdetén lévő térfogatok aránya.

Valóságos dízelmotorok esetében a p-V diagram hasonlít a benzinmotorok esetében kapott görbéhez, de nincs rajta kiugró csúcs, kevésbé szögletes (5.16 ábra).

Dízelmotorok esetében a kompresszióviszony 1:16 – 1:22, a kompresszió végnyomása 30-55 bar, az égési csúcsnyomás 60-80 bar, az égési csúcshőmérséklet 2000-2500 °C. A motorok tényleges hatásfoka 32-43%. A dízelmotorok jobb hatásfoka annak köszönhető, hogy ugyan az 5.21 egyenlet kisebb hatásfokot eredményez ugyanakkora ε-ra, mint az 5.20 egyenlet, de a dízelmotorokban sokkal nagyobb kompresszió érhető el.

5.14. ábra - Elméleti Diesel körfolyamat p-V diagramja

Elméleti Diesel körfolyamat p-V diagramja


5.15. ábra - Elméleti Diesel körfolyamat T-S diagramja

Elméleti Diesel körfolyamat T-S diagramja


5.16. ábra - Valódi Diesel körfolyamat p-V diagramja

Valódi Diesel körfolyamat p-V diagramja




[47] Budó Ágoston: Kísérleti fizika I., Tankönykiadó, Budapest, 1978, pp. 478

[48] Litz József: Fizika II., Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2005, pp. 228