ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 261
Скачиваний: 2
Подставив найденные выражения работы в исходное уравнение (3-99), получим
L t = PcVc |
Х(р — 1) |
|
*р |
Л |
|
1 |
\ |
1 |
|
|
(3-100) |
||
|
|
|
я* — 1 |
|
*П2— 1 |
|
|
|
|
||||
Рабочий объем цилиндра |
можно |
выразить через объем сжатия и |
|||||||||||
степень сжатия |
следующей зависимостью: |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
Vh |
= |
(*-l)Vc. |
|
|
|
|||
Подставляя найденные |
значения |
L t |
и Vh |
в выражение pim, |
по |
||||||||
лучаем формулу |
для |
определения |
теоретического |
среднего |
инди |
||||||||
каторного |
давления |
pim |
смешанного цикла: |
|
|
|
|||||||
|
|
е — 1 |
. \ ( p _ l ) + - ^ - ( l _ |
|
|
|
|||||||
|
|
L |
|
|
|
« 2 — |
1 \ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
Л, |
|
1 |
1 — |
|
|
|
|
(3-101) |
|
для изохорного |
цикла |
(р = |
1 и о = е): |
|
|
|
|||||||
Pi, |
Ре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е — |
1 Ь |
Ы |
' |
- |
^ К |
- |
^ 1 |
- ^ |
) ] - |
( 3 - 1 0 2 > |
|||
|
|||||||||||||
Действительное среднее индикаторное давление pt несколько мень ше теоретического, так как диаграмма, снимаемая с рабочего цилинд
ра индикатором, |
получается |
со |
округ |
|
|||||||||
ленней |
углов |
в точках |
с, |
z', |
z |
и Ь |
|
||||||
(рис. 3-23). Скругление диаграммы в |
|
||||||||||||
конце сжатия |
около |
точки |
с в дизелях |
|
|||||||||
получается вследствие |
опережения по |
|
|||||||||||
дачи |
топлива, а в двигателях |
с |
искро |
|
|||||||||
вым |
|
зажиганием — благодаря |
опере |
|
|||||||||
жению зажигания; скругление в точках |
|
||||||||||||
z' и |
z |
— вследствие |
того, что скорость |
|
|||||||||
сгорания |
является |
конечной величиной, |
|
||||||||||
и около точки |
Ъ — в результате |
откры |
|
||||||||||
тия |
выпускного |
|
клапана |
до |
н.м.т. и |
|
|||||||
также |
конечной |
величины |
скорости ис |
|
|||||||||
течения |
газов |
через |
выпускные |
ор |
|
||||||||
ганы. |
Площадку |
|
а—г—/—а, |
характе |
|
||||||||
ризующую затрату энергии на всасыва |
Рис . 3-23. Индикаторная диаг |
||||||||||||
ние |
заряда |
и |
выталкивание |
газов, в |
рамма действительного процес |
||||||||
четырехтактном |
двигателе |
обычно |
не |
са в рабочем цилиндре |
|||||||||
вычитают |
из |
|
расчетной |
индикатор |
|
||||||||
ной |
диаграммы, |
а |
относят |
к |
механиче |
|
|||||||
ским потерям как работу двигателя в качестве вспомогательного ме ханизма.
287
Отношение площади |
действительной |
индикаторной |
диаграммы |
F& |
|||||||||||||
к площади расчетной FT |
называется коэффициентом полноты диаграм |
||||||||||||||||
мы фп . Очевидно, можно также записать |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
откуда |
действительное |
среднее |
индикаторное |
давление |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Pi |
= |
4>nPim- |
|
|
|
|
|
|
(3-103) |
|
||||
Обычно |
фп |
= 0,92 ч- 0,95 для |
четырехтактных |
дизелей; фп |
= |
0,94 ч- |
|||||||||||
-4-0,97 для |
карбюраторных |
и |
газовых двигателей. В двухтактных |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
двигателях |
добавочная |
положитель |
||||||||||
|
|
|
|
|
ная |
площадка |
в |
период |
|
зарядки |
|||||||
|
|
|
|
|
Ь—/—а (рис. 3-24) |
|
несколько |
ком |
|||||||||
|
|
|
|
|
пенсирует |
|
отрицательную |
|
площадь |
||||||||
|
|
|
|
|
на скругления |
диаграммы |
в |
верхней |
|||||||||
|
|
|
|
|
части, поэтому |
для |
этих двигателей |
||||||||||
|
|
|
|
|
коэффициент |
ф„ = |
0,97 -f- 1,0. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
В двухтактных |
двигателях |
сред |
|||||||||
|
|
|
|
|
нее |
индикаторное |
давление, |
опреде |
|||||||||
|
|
|
|
|
ляемое |
вышеуказанным |
способом, |
||||||||||
|
|
|
|
|
относится |
только |
к |
полезной |
части |
||||||||
|
|
|
|
|
хода поршня (т. е. к полезному |
||||||||||||
|
|
|
|
|
рабочему |
объему |
цилиндра): |
VH |
= |
||||||||
|
|
|
|
|
= VH{\—ф); поэтому |
|
действительное |
||||||||||
|
|
|
|
|
среднее |
индикаторное |
давление, |
от |
|||||||||
Рис . 3-24. Индикаторная |
диаг |
|
несенное ко всему ходу поршня, |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
рамма двухтактного дизеля с |
|
|
|
р* = |
р « » а - Ф ) ?п . |
|
(3-Ю4) |
||||||||||
прямоточной продувкой |
|
Индикаторная |
мощность |
|
двига |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
теля. |
Для |
определения |
|
индика |
||||||||
торной мощности двигателя необходимо знать среднее индикаторное давление, число оборотов и рабочий объем цилиндров (или диаметр,
число цилиндров и ход поршня). |
|
|
|
|
||
Работа, совершаемая газами |
в цилиндре в один цикл, |
Дж, |
||||
|
|
|
|
|
|
(3-105) |
где pt — среднее индикаторное давление, |
Н/м2 ; D — диаметр |
цилинд |
||||
ра, м; 5 —• ход поршня, м. |
|
|
|
|
|
|
В минуту совершается 2л ходов или 2п/- циклов, а в секунду — |
||||||
2п/(60с) циклов; следовательно, |
индикаторная |
мощность |
двигателя |
|||
•kD2 |
2п |
tzD2 |
ni |
10-3 [кВт], |
(3-106) |
|
Pi-X-S |
~Ш ; [ В т ] = Р г — |
S 30т |
||||
где п — число оборотов двигателя в минуту; т — тактность двигателя (для четырехтактных двигателей т. = 4 и для двухтактных х = 2); / — число цилиндров двигателя.
288
Если задан рабичий объем цилиндра Vh, л, то (3-105) для опреде ления работы в цилиндре за один цикл примет следующий вид:
L i n = PiVh-Ю-3 |
Дж . |
(3-107) |
|
Рабочий объем цилиндра |
можно выразить через диаметр |
цилинд |
|
ра D и ход поршня S: |
|
|
|
Vh |
= 0,785 |
D2S. |
|
Подставив в (3-106) значение рабочего объема цилиндра |
(л или |
||
дм3 ) и Pi (Н/м2 ), получим следующую формулу индикаторной мощ ности, кВт:
|
Nt |
= (/>JVVU)/(30T. 10е). |
(3-108) |
|
Для четырехтактных |
двигателей (х = 4) формула |
(3-108) прини |
||
мает вид |
|
|
|
|
|
Ni = {piVhni)l(\2Q.{06); |
(3-109) |
||
для двухтактных двигателей (т = 2) — |
|
|
||
|
Л^ = (р«КЛ ш)/(60.106 ), |
(З-ПО) |
||
а для двухтактных |
двигателей двойного |
действия — |
|
|
|
|
|
ш |
|
Mt |
= [VhPiB |
+ (Vh -Ушг) |
Ры] -боггот-. |
(З-П1) |
где PjB и piH — средние индикаторные давления соответственно в верхней и нижней полостях, Н/м2 ; Vmr — объем штока дм3 ; если диа метр штока й, см, и ход поршня S, см, то объем штока К ш т = = 0,785 d2 5-10-3 .
Среднее эффективное давление и эффективная мощность двига теля. Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре двигателя, используется неполностью, часть ее расходуется при передаче через поршень и кривошипно-шатунный механизм на преодоление различ ных сопротивлений внутри двигателя. Эта потерянная часть индика торной мощности называется мощностью механических потерь.
Таким образом, на совершение полезной работы используется только часть индикаторной мощности, которая называется эффектив ной мощностью двигателя:
Ne = |
Nt-NH. |
К основным механическим |
потерям относятся: 1) /VT P — мощ |
ность, расходуемая на трение в отдельных звеньях (трение поршня и
поршневых |
колец о зеркало цилиндра, трение в подшипниках колен |
||||||
чатого и распределительного |
валов, трение в передаточных |
механиз |
|||||
мах, в клапанах |
и т. д.); 2) N B C — мощность, расходуемая |
на работу |
|||||
вспомогательных |
механизмов |
двигателя |
(топливный |
насос, |
водяной |
||
и масляный |
насосы, магнето, вентилятор и др.); 3) |
— мощность, |
|||||
расходуемая |
на |
«насосные |
потери» в |
четырехтактных |
двигателях |
||
(потери на всасывание и выталкивание газов при очистке и зарядке);
10—559 |
289 |
4) NK |
— мощность, расходуемая не |
необратимые потери продувоч |
ного |
агрегата; 5) JVB H — мощность, |
расходуемая на вентиляционные |
потери (потери, возникающие при вращении коленчатого вала и махо вика в воздушной среде, при движении шатуна и др.).
Таким образом, мощность механических потерь |
|
Nu = NT0 + NBC + NH + NK + NBH. |
(3-112) |
Величина механических потерь зависит в основном от конструк ции, технологии изготовления и качества материала деталей двига теля. Самыми значительными являются потери на трение в отдельных
звеньях; |
|
в двигателях |
без |
наддува |
NTp |
составляет |
обычно 60-=-75% |
||||||||
всех |
механических |
потерь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Часть среднего индикаторного давления, которая тратится на |
|||||||||||||||
преодоление |
механических |
сопротивлений |
самого |
двигателя, назы |
|||||||||||
вается средним давлением механических потерь |
ры. |
По |
аналогии с |
||||||||||||
мощностью |
механических |
потерь, |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Ры = Ртр + |
Рве + |
Рн + |
Рк + Рвн- |
|
|
(3-113) |
|||||
Зная |
р м , |
можно найти |
мощность |
механических |
потерь |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
PuVhni |
|
|
|
|
(3-114) |
|
|
|
|
|
|
|
|
^ м |
~ |
3-е-10' " |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Полезно |
используемая |
часть |
среднего |
индикаторного |
давления |
||||||||||
называется средним |
эффективным давлением: |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ре |
= |
Рг—Рм- |
|
|
|
|
(3-115) |
|
Значения среднего эффективного давления ре, |
Н/м2 , для сущест |
||||||||||||||
вующих двигателей при номинальной нагрузке: |
|
|
|
||||||||||||
|
Для |
|
четырехтактных |
дизелей: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
без |
наддува |
|
|
|
|
|
|
|
|
(5,24-7) 10s |
||||
|
с |
наддувом |
|
|
|
|
|
|
|
|
(74-18) |
106 |
|||
|
Для |
двухтактных |
дизелей: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
без |
наддува |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
с |
прямоточной |
продувкой |
|
|
|
|
|
(54-6,5) |
105 |
||||
|
|
с |
другими системами |
продувки |
|
|
|
|
(44-5,5) 105 |
||||||
|
|
с |
наддувом |
|
|
|
|
|
|
|
|
(74-13) |
106 |
||
|
Для |
карбюраторных |
двигателей: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
без наддува |
|
|
|
|
|
|
|
|
(6,54-9) 108 |
|||||
|
с |
наддувом |
|
|
|
|
|
|
|
|
(94-16) 10в |
||||
|
Д л я |
|
газовых двигателей |
|
|
|
|
|
|
(64-7,5) 10s |
|||||
Аналогично формулам индикаторной мощности, выражения для |
|||||||||||||||
определения |
эффективной |
мощности, кВт |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
^ - - S ^ i o r - . |
|
|
< 3 " 1 1 6 > |
||||
для |
четырехтактных |
двигателей |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
peVhni |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N e = |
120-Ю» |
' |
|
|
|
( 3 " 1 1 7 > |
||
290
