Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Индикаторная мощность двигателя

Характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания

Индикаторные показатели характеризуют работу газов внутри цилиндра двигателя. К ним относятся среднее индикаторное давление, индикаторная мощность, индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива.

Среднее индикаторное давление рi — это значение условного постоянного давления в цилиндре двигателя, при котором работа, произведенная рабочим телом за один такт, равнялась бы индикаторной работе реального цикла.

Исходя из этого определения, индикаторная работа цикла

Li =piFS,

где F - площадь поршня; S - ход поршня.

Вместе с тем среднее индикаторное давление — величина, равная индикаторной работе цикла, приходящейся на единицу рабочего объема цилиндра:

pi = Li Vh,

где Vh = F·S.

Обычно рi измеряют в единицах удельной работы: Дж/л или МПа.

При номинальном режиме работы двигателей значения pi находят в следующих пределах: для четырехтактных двигателей с искровым зажиганием без наддува, работающих на бензине (карбюраторных, с впрыском легкого топлива), 0,8...1,2 МПа; для четырехтактных газовых с искровым зажиганием 0,5...0,7 МПа; для четырехтактных дизелей без наддува 0,75... 1,05 МПа, с наддувом до 2,2 МПа; для двухтактных карбюраторных с кривошипно-камерной продувкой 0,25...0,45 МПа; для двухтактных дизелей без наддува 0,35...0,7 МПа, с наддувом до 1,2 МПа. В автомобильных дизелях с низким и средним наддувом рi=1,2...1,5 МПа.

Индикаторная мощность Ni - это работа, совершаемая газами внутри цилиндра в единицу времени, или мощность, соответствующая индикаторной работе цикла. Индикаторная работа: за цикл Li =piVh;

в минуту Liмин = Li 2n/τдв,

где n - частота вращения двигателя, мин-1; 2n/τдв - число циклов в минуту в одном цилиндре; τдв - коэффициент тактности двигателя (число ходов поршня за один цикл).

Ni=Li·2n·i/(τдв·60·103) =pi·Vh·n·i/(3·104 τдв),

где i - число цилиндров двигателя.

Принимая pi в мегапаскалях, a Vh в литрах, получаем мощность в киловаттах (кВт): Ni=piVhni/(30· τдв).

Индикаторный КПД ηi - это отношение работы Li действительного цикла к подведенной теплоте Qi равной низшей теплоте сгорания цикловой дозы топлива: ηi = Li/ Qi.

Индикаторную работу цикла Li определяют по индикаторной диаграмме в pV-координатах. По значению ηi оценивают степень использования теплоты в действительном цикле.

Индикаторный удельный расход топлива gi - количество топлива, расходуемого в двигателе за 1 ч, отнесенное к индикаторной мощности, развиваемой двигателем. По значению gi оценивают эффективность теплоиспользования при работе на топливе одного вида. При работе на топливах с различной удельной теплотой сгорания Qн такая оценка возможна только по значению ηi. Единица измерения gi (кВт·ч).

При известных индикаторной мощности Ni и расходе топлива Gт индикаторный удельный расход топлива определяют по формуле

gi = 103 Gт/Ni.

При работе двигателя на жидком топливе связь между gi и ηi следующая:

ηi = 3,6·103 /(gi ·Qн).

Для современных автомобильных двигателей, работающих на номинальном режиме, значения индикаторного КПД находятся в пределах: для карбюраторных двигателей 0,28...0,38; для дизелей 0,42...0,52. При этом удельный индикаторный расход топлива составляет: для карбюраторных двигателей 235...290 г/(кВт·ч); для дизелей 175...220 г/(кВт·ч).

Механические потери. Часть индикаторной мощности двигателя затрачивается на преодоление механических потерь (внутренние потери и привод компрессора или продувочного насоса). При аналогии с понятием среднего индикаторного давления введено понятие среднего давления механических потерь рм.

Среднее давление механических потерь рм можно представить в виде суммы средних давлений потерь на трение рт, газообмен рг, привод вспомогательных механизмов рв.м., компрессора рк и вентиляционных потерь рв:

рмтгв.м.к + рв

Потери мощности на трение составляют основную часть механических потерь (до 80 % всех потерь). При этом на пары трения поршень - гильза, поршневые кольца - гильза приходится 45...55 %, а на трение в подшипниках - до 20 % всех внутренних потерь.

Значения среднего давления механических потерь находятся в следующих пределах: для карбюраторных двигателей 0,15...0,25 МПа; для дизелей 0,2...0,3 МПа.

Мощность механических потерь Nм - это мощность, затрачиваемая на преодоление внутренних сопротивлений в самом двигателе, а также на привод компрессора или продувного насоса:

Nм =Nт+ Nг + Nв.м. + Nв + Nк,

где Nт, Nг, Nв.м., Nв, Nк - мощности, затрачиваемые соответственно на трение, газообмен, привод вспомогательных механизмов (топливного, водяного и масляного насосов, вентилятора, генератора и т.д.), перетекание заряда в дизелях с раздельными камерами сгорания, привод компрессора или продувочного насоса. Мощность, затрачиваемую на газообмен, Nг учитывают только для четырехтактных двигателей.

Эффективные показатели работы двигателя: среднее эффективное давление, эффективная мощность, механический КПД и эффективный удельный расход топлива.

Среднее эффективное давление ре - условное постоянное давление в цилиндрах двигателя, при котором работа, производимая в них за один такт, равна эффективной работе за цикл. Оно, так же как и среднее индикаторное давление, — мера удельной работы. Единица измерения: МПа или Дж/л.

Среднее эффективное давление можно представить как отно-

шение эффективной работы Lе двигателя за один цикл к рабочему объему цилиндра Vh: ре = Lе/Vh.

Это давление можно также представить как разность между средним индикаторным давлением рi и средним давлением механических потерь рм, т.е.

ре = pi - рм.

При работе автомобильных двигателей на номинальном режиме значения pе находятся в следующих пределах: для четырехтактных карбюраторных двигателей 0,6...1,1 МПа; для четырехтактных дизелей без наддува 0,55...0,85 МПа; с наддувом до 2 МПа; для газовых двигателей 0,5...0,75 МПа; для двухтактных высокооборотных дизелей 0,4...0,75 МПа.

Эффективная мощность Ne - это мощность на коленчатом валу двигателя, передаваемая трансмиссии. Эффективная мощность меньше индикаторной на величину мощности Nм, затрачиваемой на преодоление механических потерь: Ne= Ni -Nм.

По аналогии с индикаторной мощностью эффективную мощность (кВт) можно рассчитать по следующей формуле:

Ne = ре ·Vh ni/(30τдв).

Механический КПД ηм - оценочный показатель механических потерь в двигателе:

ηм = Lе /Li = pе/pi = Mе /Mi = Nе /Ni.

При работе автомобильных двигателей на номинальном режиме значение ηм находится в следующих пределах: для четырехтактных карбюраторных двигателей 0,7...0,85; для четырехтактных дизелей без наддува 0,7...0,82, с наддувом 0,8...0,9; для газовых двигателей 0,75...0,85; для двухтактных высокооборотных дизелей 0,7...0,85.

Эффективный удельный расход топлива ge при известных эффективной мощности Ne и расходе топлива Gт определяют по формуле ge=103Gт/Ne.

Единица измерения эффективного удельного расхода топлива - г/(кВт·ч).

При работе двигателя на жидком топливе связь между ge и ηе следующая:

ηе = 3,6·103(ge Qн).

Для автомобильных двигателей, работающих на номинальном режиме, значения эффективного КПД находятся в следующих пределах: для карбюраторных двигателей 0,25...0,33; для дизелей 0,35...0,4. При этом значение эффективного удельного расхода топлива составляет: для карбюраторных двигателей 300...370 г/(кВт·ч); для дизелей с неразделенными камерами сгорания 245...270 г/(кВт·ч).

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:2431

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.