Показатели эффективности, экономичности и совершенства конструкции двигателей
Показатели эффективности, экономичности и совершенства конструкции двигателей - раздел Образование, ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Индикаторные Показатели:
...
- индикаторная работа – работа развиваемая газами в цилиндре двигателя и равная площади, заключенной внутри контура индикаторной диаграммы ( вернее разнице площадей полезной и вредной работ) обозначают Li ;
- среднее индикаторное давлениеpi– высота прямоугольника, площадь которого равна индикаторной работе и построенного на том же основании Vh . Среднее индикаторное давление pi представляет собой работу газов или индикаторную работу Li , отнесенную к рабочему объему Vhдвигателя, т.е. работу снимаемую с единицы рабочего объема, pi = Li/ Vh ;
-индикаторная мощностьNi- мощность, развиваемая газами в цилиндрах двигателя, или работа, совершаемая газами в единицу времени. Так кА число рабочих циклов, совершаемых двигателем в секунду, равно 2n/τ,где n – частота вращение коленчатого вала с-1; τ – тактность двигателя – число тактов за цикл (τ = 4 для 4-х тактного и τ = 2 для 2-х тактного двигателя), то
Индикаторная мощность одного цилиндра
Ni = (2/τ) pi Vhn10-3 ,а многоцилиндрового
Ni = (2/τ) pi Vhni10-3, где i – число цилиндров;
- индикаторный КПД – ηi - оценивает степень использования теплоты в действительномп цикле и представляет собой отношение теплоты Qi , эквивалентной полезной индикаторной работе, ко всей затраченной теплоте Q, т.е. ηi = Qi /Q
Теплота (кВт) , эквивалентная индикаторной работе за 1с Qi = Ni .
Теплота (кВт) затраченная на работу двигателя в течение 1с
Q = GтНн , где
Gт - расход топлива кг/с; Нн – низшая теплота сгорания топлива кДж/с;
тогда ηi = Ni /( GтНн)
-удельный индикаторный расход топливаgi(кг/кВт.ч)- оценивает экономичность действительного цикла двигателя и представляет собой отношение секундного расхода топлива Gт к индикаторной мощности Ni, т.е. gi = (Gт / Ni)3600,
Если известны КПД и низшая теплота сгорания топлива , то
gi = 3600/( ηiНн).
Значения индикаторных показателей приведены в табл.
Тип двигателя
Среднее индика-то
рное давление
МПа
Индикаторный КПД
Удельный индика-торный расход топ-лива г/(кВт.ч)
м3/(кВт.ч)
Карбюраторные
0,8 -1,2
0,28 – 0,38
230 - 300
Дизели
0,75 – 1,1
0,43 – 0,52
160 - 200
Газовые
0,6 – 0,8
0,28 – 0,35
0,31 – 0,4
Эффективные показатели двигателя– учитывают тепловые и механические потери в двигателе:
- среднее эффективное давлениере– фиктивная величина среднего давления газов, используемая для приведение в действие силовой передачи автомобиля или трактора. ре = рi - рм , где рм –давление , расходуемое на механические потери. Согласно экспериментальным данным для 4-х тактных дизелей рм = 1,1 + 0,13 vп , а для 4-х тактных карбюраторных двигателей
Рм = 0,42 + 0,12vп , где vп = Sn/30 – средняя скорость поршня, м/с.
- эффективная мощность – мощность на выходном конце коленчатого вала двигателя, ее определяют лабораторным способом. Эффективная мощность меньше индикаторной на величину мощности механических потерь Nм, т.е. Nе = Ni - Nм . Мощность механических потерь затрачиваются на преодоление трения в подшипниках, трения поршня о стенки цилиндра и т.п.; на приведение в действие вспомогательных механизмов и приборов – масляный насос, насос системы охлаждения, привод газораспределительного механизма и т.п.; на создание вихревых движений в картере при вращении коленчатого вала и возвратно-поступательного движения поршня и т.д.
Механические потери оцениваются механическим КПД ηм , равному:
ηм = Nе / Ni = ре/рi
Механический КПД является показателем, с помощью которого оценивают совершенство конструкции двигателя.
Для современных двигателей ηм составляет 0,72 – 0,9.
Nе = ηм Ni , эффективная мощность может быть выражена и через среднее эффективное давление: Nе = (2/τ) pеVhn i 10-3$
-литровая мощностьNл – характеризует степень использования рабочего объема двигателя. Nл = Nе/(iVh).
- эффективный КПДηе –оценивает степень использование теплоты с учетом всех видов потерь, как тепловых так и механических, и равен отношению теплоты эквивалентной полезной эффективной работе ко всей затраченной теплоте ηе = Nе / ( GтНн),а также ηе = ηi ηм ;
- удельный эффективный расход топлива –оценивает эффективность работы двигателя и равен отношению секундного расхода топлива к эффективной мощности, т.е. gе = (Gт / Ne),г/(кВт.ч) , зная эффективный КПД и низшую теплоту сгорания топлива gе = 3600 /( ηеНн)кг/(кВт.ч)
Примерные значения эффективных показателей приведены в таблице.
Тип двигателя
Среднее эффекти-вное давление, МПа
Эффективный КПД
Удельный эффктив-ный расход топлива,
г/(кВт.ч), м3/(кВт.ч)
Роль и применение ДВС в строительстве
Двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно
Краткая история развития ДВС
Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был изобретен французским инженером Ленуаром в 1860 г. Этот двигатель во многом повторял паровую машину, работал на светильном газе по двухтактному циклу
Основные механизмы и системы двигателя
ДВС состоит из кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения и пяти систем: питания, зажигания, смазки, охлаждения и пуска.
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для восп
Теоретические и действительные циклы
Характер рабочего процесса в двигателе бывает различный – подвод теплоты (сгорание) происходит при постоянном объеме (вблизи ВМТ -это карбюраторные двигатели) или при постоянном дав
Наддув, назначение и способы наддува
1.7.3. Процесс сжатияслужит:
1 для расширения температурных пределов между которыми протекает рабочий процесс;
2 для обеспечения возможности получения максимально
Теплообмен в процессе сжатия
В начальный период сжатия после закрытия впускного клапана или продувочных и выпускных окон температура заряда, заполнившего цилиндр, ниже температуры стенок, головки, и днища поршня. Поэтому в пер
Сгорание в карбюраторных двигателях
В карбюраторных двигателях к моменту появления искры рабочая смесь, состоящая из воздуха, парообразного или газообразного топлива и остаточных газов, заполняет объем сжатия. Процесс
Детонация.
Детонация – сложный химико-тепловой процесс. Внешними признаками детонации являются появление звонких металлических стуков в цилиндрах двигателя, снижение мощности и перегрев двигат
Сгорание в дизельных двигателях
Особенности процесса сгорания, рис. 28:
- подача топлива начинается с опережением на угол θ до в.м.т. и заканчивается после в.м.т.;
- изменение давления от т.
Формы камер сгорания дизельных ДВС
Неразделенные камеры сгорания.
В неразделенных камерах сгорания Рис.29 улучшение процесса распыливания топлива и перемешивания его с воздухом достига
Кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы
3.1. Кривошипно-шатунный механизм (рис.33 )предназначен для восприятия давления газов и преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала Он
Наддув, назначение и способы наддува
Наддув цилиндров двигателей может быть либо динамическим, либо осуществляться при помощи специального нагнетателя (компрессора).
Различают три системы наддува при помощи нагнетателей: с п
Системы питания двигателей
4.1 Система питания дизелей. Система питания осуществляет подачу топлива в цилиндры. При этом должны обеспечиваться высокие мощностные
Система питания карбюраторных двигателей
Приготовление и подача к цилиндрам карбюраторных двигателей горючей смеси, регулирование ее количества и состава осуществляется системой питания, работа которой оказывает большое
Контактно-транзисторная система зажигания
КТСЗ начала появляться на автомобилях в 60-х годах. При увеличении степени сжатия, использовании более бедных рабочих смесей и с увеличением частоты вращения коленчатого вала и числа цилиндров кла
Бесконтактно-транзисторная система зажигания
БТСЗ начали применять с 80-х годов. Если в КСЗ прерыватель непосредственно размыкает первичную цепь, в КТСЗ – цепь управления, то в БТСЗ (рис.61-63) прерывателя нет и управление становится бесконта
Микропроцессорные системы управления двигателем
МСУД стали устанавливать на автомобили с середины 80-х годов на легковые автомобили оборудованные системами впрыска топлива.
Система управляет двигателем по оптимальным характеристикам и н
Крышка распределителя
Наружную поверхность крышки распределителя также как и катушки зажигания необходимо содержать в чистоте. У высоких «жигулевских» крышек стекание импульса по наружной поверхности на корпус распредел
Свечи зажигания
Свечи зажигания служат для образования электрической искры, необходимой для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя.
Контакты прерывателя
Надежность классической системы зажигания (KC3) в существенной мере зависит от прерывателя. Часто бывает так, что о прерывателе (кстати, как и о других элементах системы зажигания)
Системы смазки и охлаждения и пуска
Основные положения.Система смазки двигателей предназначается для предотвращения повышенного изнашивания, перегрева и заедания трущихся поверхностей, уменьшения затраты индикаторн
Система охлаждения
В поршневых двигателях в процессе сгорания рабочей смеси температура в цилиндрах двигателя повышается до 2000—28000 К. К концу процесса расширения она снижается до 1000—1
Система пуска
Пуск поршневых д. в. с., независимо от типа и конструкции, осуществл-яется вращением коленчатого вала двигателя от постороннего источника энергии. При этом частота вращения должна о
Топлива
Топлива для ДВС – продукты переработки сырой нефти (бензин, дизельное топливо)-
Основная часть его – углеводороды.
Бензин получают путем конденсации легких фракций переработки неф
Моторное масло
7.3.1.Требования, предъявляемые к моторным маслам.В поршневых двигателях для смазки деталей используют масла главным образом нефтяного происхождения. Физико-химические свойства масел обусл
Охлаждающие жидкости
Через систему охлаждения отводится 25-35% общего тепла. Эффективность и надежность системы охлаждения в значительной степени зависит от качества охлаждающей жидкости.
Требования к охлаж
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов