МЕХАНІЧНІ ВТРАТИ І МЕХАНІЧНИЙ ККД ТЕПЛОВОЗНОГО ДВИГУНА

 

Об'єкт випробувань:

Дизель-генератор 17ПДГ:

тип двигуна - 8ЧН26/26;

потужність N_e= 880 кВт;

номінальна частота обертання n_н = 1000 хв^-1;

генератор – ГП300БУ.

Загальні відомості.

Механічний ККД - це відношення ефективної потужності N_e до індикаторної - N_i

,

де N_мв - потужність механічних втрат.

Складові механічних втрат:

втрати на тертя;

робота, витрачена на привод допоміжних механізмів (паливних насосів, водяних, масляних і т.д.);

насосні втрати;

робота, витрачена на привод нагнітача повітря.

Спосіб визначення потужності механічних втрат за індикаторними діаграмами зв'язаний зі зняттям індикаторних діаграм у всіх циліндрах і одержанням середнього значення індикаторної роботи з наступним виміром ефективної потужності. Потім за вищенаведеними формулами знаходяться N_мв і . Цей спосіб виявляється дуже трудомістким для багатоциліндрових двигунів, тому що необхідно знімати індикаторні діаграми кожного циліндра. У противному випадку точність істотно знижується.

Спосіб відключення циліндрів полягає в тім, що при положенні рейок паливних насосів, на упорі і постійній частоті обертання вала дизеля індикаторна потужність виключеного циліндра визначається за різницею потужностей дизеля при всіх працюючих і при одному відключеному циліндрі. Сума індикаторних потужностей усіх циліндрів, за винятком ефективної потужності дизеля, складає потужність механічних втрат. Недоліки цього способу:

трохи неточно визначається індикаторна потужність кожного циліндра багатоциліндрового дизеля як різниця двох великих величин;

потужність механічних опорів циліндра з відключеною подачею палива зростає за часом через охолодження циліндра, що веде до неточності.

Метод вибігу заснований на визначенні похідної від зміни частоти обертання колінчастого вала за часом при різкому вимиканні подачі палива в момент роботи дизеля на різних навантаженнях.

Механічний ККД у цьому випадку

,

де - кут нахилу дотичної до кривої вибігу на холостому ходу в точці, що відповідає даній частоті обертання, (Рисунок 10);

- кут нахилу дотичної до кривої вибігу під навантаженням.

Потужність тертя

чи .

а) на холостому ходу; б) під навантаженням

 

Рисунок 10 – Графік падіння частоти обертання:

 

Під час вибігу на холостому ходу кінетична енергія витрачається на подолання сил тертя. Кутове уповільнення при цьому

,

де - масштаб частоти обертання;

- масштаб часу.

Метод прокручування застосують для дизелів, у яких навантажувальним пристроєм є генератор; його засновано на використанні генератора в режимі електродвигуна для прокручування колінчастого вала дизеля.

Потужність механічних втрат визначається за потужністю електродвигуна, використовуваного для прокручування. Цей метод через охолодження двигуна під час прокручування дає велику погрішність. Потужність механічних втрат

,

де Р_ед - електрична потужність електродвигуна;

- ККД електродвигуна.

Прибори і методика вимірів.

Навантаження двигуна на режимі

, кВт,

де - відповідно напруга і струм генератора на режимі;

Застосовувані при випробуваннях прибори приведені в таблиці 4.

Середню індикаторну потужність на режимі визначають шляхом обробки індикаторних діаграм знятих на цьому режимі. Криву вибігу колінчатого вала знімають за допомогою осцилографа, що реєструє сигнал покажчика ВМТ, під яким розташовується зубцюватий диск, зв'язаний із валом певним чином (фіксоване положення).

Таблиця 4

Вимірюваний параметр	Найменування прибору	Межи вимірів	Клас точності	Примітка
1 Навантаження генератора 2 Число обертів колінчастого вала 3 Час 4 Індикаторна діаграма	Вольтметр Амперметр Тахометр годинникового типу Секундомір Індикатор МАІ-2	0-150 0-150 0-1000 хв-1	0, 5 0, 5 1, 0	ціна ділень 0, 1с

Порядок виконання роботи.

1 Запустити і прогріти дизель.

2 На режимі (0,75 - 1,0)N_e знімають індикаторні діаграми і визначають ефективну потужність N_e.

3 Обробляють індикаторні діаграми і розраховують середню індикаторну потужність N_i.

4 Режим (0,75 - 1,0)N_e і рейки паливних насосів на упорі.

5 За чергою відключити циліндри і визначити потужність дизеля з усіма працюючими циліндрами та з одним відключеним циліндром, при n=const.

6 Двигун на режимі (0,75 - 1,0)N_e. Вимикачем різко виключити подачу палива. Зняти криву вибігу.

7. Установлюють частоту обертання відповідно п.6 (двигун працює на холостому ходу) і різко виключають подачу палива. Знімають криву вибігу.

Зміст звіту.

1 Способи визначення механічних втрат.

2 Індикаторна діаграма і криві вибігу колінчастого вала.

3 Дані усіх вимірів.

4 Розрахунок механічних втрат.

5 Порівняння отриманих результатів за трьома способами визначення механічних втрат.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7

ВИЗНАЧЕННЯ ВИТРАТ ПОВІТРЯ ДВИГУНОМ

ЗА ХАРАКТЕРИСТИКОЮ ТУРБОКОМПРЕСОРА

 

Об'єкт випробувань:

Дизель-генератор 17ПДГ (8ЧН 26/26) з турбокомпресором ТК23;

потужність 880 кВт;

частота обертання n= 1000 хв^-1.