Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Ефективні показники двигуна.

5.2.1. Частина індикаторної потужності, яка витрачається на подолання опорів в середині двигуна та привід допоміжних агрегатів називається потужністю механічних втрат (N_M), інша частина потужності що знімається з колінчастого валу двигуна називають ефективною потужністю (N_e)

N_e = N_i – N_M (квт) (11)

По аналогії з середнім індикаторним тиском, ефективної потужності N_e і потужності механічних витрат N_мвідповідають середні питомі тиски.

N_e = і N_м = ; (12)

5.2.2. Середній ефективний тиск дорівнює:

P_e = P_i – P_м (МПа) (13)

де: Р_м - тиск механічних втрат, який дорівнює:

Р_м = а + в · V_л._cp ( МПа ) (14)

де: а і в - сталі коефіцієнти, які визначені експериментально;

V_л._cp - середня швидкість поршня; V_л._cp = (м/сек.)

5.2.3. Зменшення індикаторної потужності за рахунок механічних витрат N_м оцінюють механічним ККД.

η_м= (15)

5.2.4. Ефективна паливна економічність оцінюється ефективним ККД ( η_е ).

Ефективним ККД називають відношення кількості теплоти Q_e , яка перетворилась в ефективну роботу W_e до всієї підведеної теплоти Q_o :

η_е = (16)

5.2.5. Питома ефективна витрата палива дорівнює:

g_e = (г/квт۪-год) (17)

5.2.6. Взаємозв'язок ефективного ККД (η_е) з іншими ККД, виразим ефективну потужність (N_e) через індикаторну потужність ( N_і) і ККД механічних втрат ( η_м) тоді отримаємо:

η_е = (18)

5.2.7. Літрова потужність оцінює ефективність використання об'єму циліндра. Літрова потужність це відношення ефективної потужності ( N_e) до робочого об'єму двигуна ( V_л )

N_л = (кВт/л) (19)

Літрова потужність визначає ступінь форсування двигуна. Літрова потужність підвищується при збільшенні середнього ефективного тиску ( Р_е) і частоти обертів двигуна ( n ).

Тип ДВЗ	η_м	Р_е ,МПа	η_е	g_e, г/(кВт · год) ( для газових МДж/(кВт*год))
Бензинові	0,7...0,85	0,6...0,95	0,25...0,32	250...320
Дизелі без наддуву	0,7...0,82	0,55...0,85	0,33...0,40	212...255
з наддувом	0,8...0,92	0,7...2,2	0,35...0,42	200...242
Газові	0,75...0,85	0,5...0,75	0,23...0,28	12...17

Тепловий баланс двигуна (самостійно)

Із спільної кількості теплоти, введеної в двигун, тільки частина її (20-40 %) витрачається на здійснення корисної роботи, решта частина теплоти (60-80 %) розсіюється в навколишнє середовище. Розподіл кількості теплоти на корисно використану і на втрачену теплоту характеризується ефективним тепловим балансом. Складові члени теплового балансу можуть бути вказані в теплових одиницях (МДж) на одиницю часу роботи двигуна чи в відсотках по відношенню до всієї кількості теплоти палива. Рівняння теплового балансу в загальному вигляді:

Q_о= Q_е + Q_охол + Q_вг_.+Q_м+ Q_н.зг +Q_н.в

Розглянемо окремі складові теплового балансу.

Отримана теплота палива Q_о, така кількість теплоти, що підведена з паливом дорівнює: добутку витраченого палива G_п на теплотворну здібність цього палива Н_U

Q_о = Н_U G_п. (МДж)

Ефективна теплота Q_е(кількість теплоти, перетвореної в корисну роботу) визначається ефективною роботою за 1 год. при потужності двигуна р_е, така: Q_е = 3,6 р_е .

Теплота, відведена в систему охолодження Q_охол , визначається температурами охолоджувача, на вході в двигун і на виході із нього, а також витратою охолоджувача через систему охолодження G_охол з врахуванням теплоємності охолоджувача с_охол ,

Q_охол = с_охол (Т_вих + Т_вх )G_охол (МДж)

В теплоту Q_охол входить не тільки теплота, передана робочим тілом протягом циклу, але і основна частина теплоти, затраченої на подолання механічних втрат, а також теплота, отримана від відпрацьованих газів при проходженні їх через випускну систему двигуна.

Кількість теплоти Q_вг , відведеної з відпрацьованими газами, визначається за допомогою калориметру чи розраховується по різниці тепловмісту відпрацьованих газів і свіжого заряду з врахуванням теплоти, внесеної з паливом с_n_ал ,Т_о G_Т ,

(МДж)

де: М₂ і М₁ – кількість кіломолів відповідно продуктів згоряння і свіжого заряду, що припадає на 1 кг палива; G_п – годинна витрати палива.

Кількість теплоти, відданої масляній системі, складається з теплоти тертя і теплоти, отриманої від внутрішніх поверхонь двигуна. Теплота Q_м підраховується аналогічно Q_охол .

Кількість теплоти, відповідна теоретичній неповноті згоряння палива Q_н.зг , визначається тільки при роботі двигуна, коли α < 1,

Q_н.зг = 120 (1– α)L_oG_п(МДж)

де: L_o – кількість повітря, теоретично необхідне для повного згоряння 1 кг палива.

Теплота Q_ост – це теплові втрати, не враховані першими п’ятьма членами першої частини рівняння

Q_н.зг = Q_o – Q_в – ΣQ_втр (МДж)

До неврахованих витратам відносяться теплота, випромінена зовнішніми поверхнями двигуна; теплота, еквівалентна кінетичній енергії відпрацьованих газів; теплота при неповному згорянні палива і т.п.

При вираженні складових теплового балансу в відсотках маємо

q_в + q_охол + q_в.г + q_м + q_н.зг + q_н.в = 100 % ,

де: q_в = (Q_в + Q_o ) 100% ; q_охол = 100 % і т.п.

Зміна складових теплового балансу для карбюраторних двигунів і дизелів (у відсотках) наведено в таблиці.

Таблиця

Двигун	Складові, %
	q_е	q_охол	q_в._г	q_н.зг	q_м	q_інш
Карбюраторний Дизель: без наддуву з наддувом	21…28 29…42 35…45	12…27 5…35 10…25	30…55 25…45 25…40	0…45 0…5 0…5	3…5 2…3 2…3

Як бачимо, основна маса теплоти відводиться охолоджувальним середовищем і вихлопними газами. Проте ця теплота, яка втрачається тут, становить ту частину, яка за другим законом термодинамики повинна бути віддана холодному джерелу теплоти. Хімічна неповнота згоряння спостерігається при роботі двигунів на багатих сумішах: в карбюраторних при α < 1, дизельних - при димному вихлопі.

Величина окремих складових теплового балансу залежить від різних факторів.

Швидкість обертання. При малих швидкостях обертання зростають втрати в охолоджувальне середовище, тому що на теплообмін відводиться більше часу. Із збільшенням швидкості обертання втрати в охолоджувальне середовище зменшуються, проте зростають втрати з вихлопними газами.

Якщо двигун працює при повністю відкритому дроселі, то зростають втрати від хімічної неповноти згоряння, оскільки економайзер, що починає працювати, забезпечує подачу збагаченої суміші.

Найбільша кількість теплоти перетворюється на ефективну роботу при експлуатації двигуна на середніх швидкостях обертання, при яких сумарні втрати теплоти досягають-мінімуму. Тому для порівняння різних двигунів тепловий баланс визначають при середніх, швидкостях обертання.

Міра стиснення. Із збільшенням міри стиснення частина теплоти, що перетворюється на ефективну роботу, зростає. Одночасно з цим зменшуються втрати в охолоджувальне середовище і з вихлопними газами. Тому дизельні двигуни, які мають більшу міру стиснення, економніші, ніж карбюраторні.

Склад суміші. У міру збагачення суміші теплові втрати на охолодження і випуск знижуються, зате зростають втрати від хімічної неповноти згоряння. Якщо маса збіднюється, то зменшуються втрати від неповноти згоряння і зростають втрати на охолодження та випуск.

Тому треба намагатися працювати на економічних сумішах (α ~1,1), при яких сумарні теплові втрати досягають мінімуму.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Показники робочого циклу і двигуна.	\|	Явище карбюрації.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.