Что называется средним индикаторным давлением

Среднее индикаторное давление газа. Индикаторная и эффективная мощность двигателя

Площадь внутри теоретической индикаторной диаграммы ди­зеля, построенной в координатах рV, представляет собой в некотором масштабе теоретическую работу Li’, совершаемую газами внутри цилиндра за один цикл. Работа Li совершается перемен­ным давлением.

Для удобства вычислений вводится понятие среднего теорети­ческого индикаторного давления газа рi’, под которым понимают условное среднее постоянное давление в цилиндре, действующее на поршень в течение одного его рабочего хода и совершающего ту же работу Li'.

Другими словами, если площадь индикаторной диаграммы заменить равновеликой площадью прямоугольника, по­строенного на основании Vs, то высота этого прямоугольника и бу­дет представлять собой в некотором масштабе рi’ (рис. 207, а):

Li = pi’Vs (147)

Среднее теоретическое индикаторное давление рi’  можно опре­делить, используя теоретическую диаграмму цикла. При помощи планиметра или другим способом определяют площадь диаграммы F мм2. Затем, разделив площадь на длину диаграммы l мм (l = Vs), получают значение рi' в масштабе ординат рi' = F / l. Зная масштаб давления b, находят рi' = F / lb.

При отсутствии планиметра площадь F можно определить при­ближенно методом средних ординат. Длину диаграммы l=Vs делят на 10 равных частей (см. рис.

207, б); затем условно прини­мают, что ординаты давлений p1, p2, p3, …, p10, заключенные вну­три контура индикаторной диаграммы и расположенные посере­дине длины между вертикальными границами участка, постоянны для каждого отдельного участка. Тогда рi находят по выражению:

Среднее теоретическое индикаторное давление рi' может быть также вычислено по параметрам, характеризующим работу двига­теля и определяемых в расчете цикла. Из уравнения (147)

где L1 — работа газа на участке cz' при V = const и L1 = 0;

L2—работа газа на участке z'z (горение происходит при р = const)

Данное выражение для Li’ подставляют в уравнение (148) и, произведя ряд преобразований, получают расчетную формулу для определения рi' в цикле смешанного сгорания:

Выражение для рi' не учитывает потерь площади диаграммы вследствие скругления острых углов на участке сгорания сz'z и на участке перехода от расширения к выпуску из-за предварения открытия выпускного клапана, имеющих место в действительном цикле. Эти потери учитываются коэффициентом полноты диаграммы: ? = 0,95 ? 0,98. Следовательно, среднее индикаторное давление действительного цикла

рі = ?рi' (149)

Это выражение пригодно для четырехтактных двигателей. Для двухтактных рi относят к полному ходу поршня, причем для двух­тактных с прямоточно-клапанной продувкой

рi = ? рi'(1 – ?s). (149a)

Для двухтактных двигателей с другими типами продувок

рi = рi'(1 – ?s). (149б)

(уменьшение площади диаграммы в районе участка сz'z компенси­руется приростом площади в хвостовой части, поэтому ? = 1).

По опытным данным, рi принимают для судовых четырех­тактных двигателей равным 0,65—0,85 Мн/м2, для двухтактных 0,55—0,85 Мн/м2 и для двигателей с наддувом 0,75—2,2 Мн/м2.

Действительная индикаторная работа газа в цилиндре за один цикл по аналогии с формулой (147)

Li = рiVs. (150)

Если коленчатый вал одноцилиндрового четырехтактного дви­гателя делает п об/сек, то за 1 сек в его цилиндре совершается n/2 цикл/сек. В цилиндре двухтактного дизеля при п об/сек его коленчатого вала совершится п цикл/сек.

Зная работу газа за один цикл Lі дж и количество циклов в секунду, определяют работу, совершаемую газом внутри цилиндра за секунду, т. е. мощность, называемую внутренней или индикаторной.

Для четырехтактного двигателя Ni = Li n/2 , Для двухтактного двигателя Ni = Li n.

Общую формулу для четырехтактных и двухтактных двигате­лей получают, введя коэффициент тактности k, равный 0,5 для четырехтактных и единице для двухтактных простого действия.

Следовательно, индикаторная мощность в одном цилиндре

Часть индикаторной мощности двигателя Ni расходуется па преодоление сил трения между деталями, на привод навешенных вспомогательных механизмов и на преодоление сопротивления впуска и выпуска.

Общая потеря мощности обозначается Nм и называется мощностью механических потерь.

Следовательно, мощ­ность, которую двигатель отдает потребителю (она называется эффективной и обозначается Nе), будет меньше индикаторной Ni на величину мощности механических потерь Ne = Ni — Nм.

Для учета механических потерь в поршневых ДВС пользуются понятием механического к. п. д. ?м, который представляет собой отношение эффективной мощности дизеля Nе к индикаторной Ni и показывает ту долю индикаторной мощности, которая отдается потребителю ?м = Ne / Ni, откуда Nе = ?м Ni.

Подставив значение Ni из формулы (151), находят

Произведение pіpм = pэ называется средним эффективным давле­нием газа в цикле и представляет собой условное постоянное давление, действующее на поршень за цикл и совершающее ра­боту, равную полезной работе на фланце коленчатого вала.

По опытным данным, на режиме полной мощности ре состав­ляет для четырехтактных двигателей без наддува 0,55—0,62 Мн/м2 и с наддувом 0,7—2 Мн/м2; для двухтактных без наддува 0,4— 0,55 Мн/м2 и с наддувом 0,7—2,0 Мн/м2.

Таким образом, эффективная мощность двигателя

Мощность, затраченная на преодоление сил сопротивления в двигателе,

Разность pi — pэ показывает ту часть рi которая затрачивается на преодоление сил сопротивления в двигателе.

Значение ?м зависит от качества смазки двигателя, его быстро­ходности, величины pz, теплового состояния двигателя и его ре­жима работы. С уменьшением нагрузки ?м уменьшается и при холостом ходе становится равным нулю. В этом случае вся раз­виваемая в цилиндре мощность расходуется на преодоление сил внутреннего сопротивления двигателя.

Механический к. п. д. судовых ДВС ?м = 0,75?0,85 и несколько выше у четырехтактных двигателей. При наддуве к. п. д. возра­стает, достигая 0,9 у четырехтактных двигателей.

Источник: http://vdvizhke.ru/sudovye-dvigateli-vnutrennego-sgoranija/mownost-i-jekonomichnost-dvigatelja/srednee-indikatornoe-davlenie-gaza-indikatornaja-i-jeffektivnaja-mownost-dvigatelja.html

Определение среднего индикаторного давления

В условиях эксплуатации среднее индикаторное давление Pi, определяется путем снятия и планиметрирования индикаторных диаграмм (рис. ниже). После определения площади диаграммы Pi рассчитывается по формуле:

• где Fi — площадь диаграммы, мм2;
• ι — длина диаграммы, мм;
• Мp — масштабный коэффициент индикатора, мм/кг/см2.

Рис. 2 Индикаторная диаграмма двигателя 6L80GF (Т/х «Капитан Димов», 31.07.89, n = 94,5 об/мин )

В электронных системах определения нагрузки цилиндра могут быть сняты развернутая и нормальная (рис. ниже) индикаторные диаграммы. Среднее индикаторное давление в таких системах определяется методами приближенного интегрирования. Все необходимые расчеты выполняются по программе без участия механика.

Рис.

3 Индикаторная диаграмма, снятая электронной системой MALIN 3000

При теоретических расчетах среднее индикаторное давление может быть найдено с помощью теоретической индикаторной диаграммы (путем ее планиметрирования по аналогии с рассмотренным выше) или расчетным путем. Расчетная зависимость для определения Pi впервые выведена проф. Е.К.Мазингом на основе общих уравнений термодинамики.

Как известно, работа политропного сжатия рабочего тела от точки «а» до точки «с» цикла с показателем политропы n1 определяется равенством:

Lсж=nI—1—1 PcVc—PaVa

Работа расширения газов при постоянном давлении Pz от точки «z1«до точки «z» цикла равна:

Lp=PzVz—Vc

Работа политропного расширения в теоретическом цикле от точки «z» до точки «b» с показателем политропы n2
определится как:

Lp=n2—1—1 PzVz—PbVb

Индикаторная работа теоретического цикла равна алгебраической сумме работ расширения и сжатия:

Li=Lp+Lp+Lсж

Подставляя значения слагаемых правой части, можно получить:

Li=PzVcVzVc—1+PzVzn2—1·1—PbVbPzVz—PcVcn11·1—PzVzPcVc

Так как:

Pz=λPc;Vz=ρVc;PbVb/PzVz=Tb/Tz=Vz/Vbn2—1=1/εm2—1PaVa/PcVc=Ta/Tc=Vc/Van1—1=1/εmI—1

То:

Li=λPcρVc·1n2—1·1—1σn2—1—PcVc·1n1—1·1—1εn1—1+λPcVc·ρ—1

Или:

Li=PcVc·λρ·1n2—1·1—1δn2—1—1n1—1·1—1εni—1+λρ—1

В 4-тактном двигателе среднее индикаторное давление определяется равенством (1-3): Pi = Li / Vs. Тогда теоретическое давление расчетного цикла определится как с учетом соотношения: Vc / Vs = 1 / (£-1):

Pit=Pcε—1·λρ·1n2—1·1—1δn2—1—1n1—1·1—1εni—1+λρ—1

В 2-тактном двигателе теоретическое индикаторное давление Рiт, отнесенное к полному ходу поршня, будет меньше давления, найденного по формуле (7).

Это объясняется тем, что индикаторная работа, определяемая равенством (6), относится к полезному ходу поршня.

В 4-тактном двигателе полезный ход может быть принят равным полному; в 2- тактном двигателе необходимо учитывать долю потерянного хода поршня Ψα. Тогда теоретическое давление Рiт определится из соотношения:

Li=PitVполезн.

Поскольку

Vполезн=VS1—ψs,

то:

Pit=Pcε—1·λρ·1n2—1·1—1δn2—1—1n1—1·1—1εni—1+λρ—1·1—ψs

Это — более общее уравнение для расчета теоретического индикаторного давления в 2- тактных двигателях, которое может быть использовано и для расчета высокофорсированных 4-тактных двигателей, у которых пренебрежение потерянным ходом поршня дает большие погрешности.

Расчетное значение среднего индикаторного давления принимается с учетом так называемого “коэффициента скругления” £ теоретической индикаторной диаграммы:

Pmi=Pit ς

Теоретической диаграмме придается форма, возможно более близкая к реальной; скругление диаграммы производится от руки (рис. ниже). Для 4-тактных двигателей коэффициент скругления, учитывающий уменьшение площади диаграммы в результате скругления, лежит в пределах:

ς=0.95÷0.97

В 2-тактных двигателях с неуправляемым выпуском, когда выпускные окна закрываются позже продувочных, процесс сжатия начинается после закрытия выпускных окон (рис. а). Поэтому теоретическая диаграмма замыкается в точке “b”.

В процессе расширения после открытия выпускных окон давление в цилиндре не падает мгновенно — газы продолжают совершать полезную работу. Увеличение работы можно учесть, подрисовав от руки хвостовую часть диаграммы. Это приращение площади хвостовой части компенсирует потери по скруглению диаграммы в районе ВМТ.

Поэтому коэффициент скругления для данного случая может быть принят равным 1: £ = 1.

У 2-тактных двигателей с управляемым выпуском (рис. б) выпуск газов из цилиндра начинается ранее расчетной точки “b” (поскольку диаграмма замыкается по моменту начала сжатия — точке “а“). В этом случае имеются дополнительные потери площади индикаторной диаграммы в ее хвостовой части. Коэффициент скругления находится в пределах:

ς=0.94÷0.96

Скругление хвостовой части теоретической индикаторной диаграммы 2-тактного дизеля
при неуправляемом (а) и управляемом (б) выпуске (рис. выше).

Среднее индикаторное давление численно равно работе с единицы объема цилиндра, следовательно, не зависит от геометрических размеров цилиндра. Оно зависит от степени наддува и может быть использовано для оценки уровня форсировки двигателя. У современных дизелей, выпускаемых промышленностью, среднее индикаторное давление находится в пределах:

• Pi = 0,55 ÷ 0,7 мПа — 2-тактные двигатели без наддува;
• Pi = 0,7 ÷ 1,95 мПа — судовые двухтактные двигатели с наддувом;
• Pi = 0,7 ÷ 0,9 мПа — 4-тактные двигатели без наддува;
• Pi = 1,0 ÷ 2,7 мПа — судовые 4-тактные двигатели с наддувом.

В процессе испытаний опытных двигателей на стенде получены уровни форсировки, характеризуемые Pi = 4,0 мПа.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Источник: https://sea-man.org/opredelenie-srednego-indikatornogo-davleniya.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Среднее индикаторное давление является показателем мощности двигателя. Пониженное значение среднего индикаторного давления при постоянном наддуве 1016 мм рт. ст.

свидетельствует о том, что двигатель не развивает требуемой мощности.

Это может происходить РїРѕ причинам, связанным СЃ неисправностями РІ двигателе ( пункты 1, 2, 3, 4 данного раздела), Рё требует тщательного выяснения Рё устранения.  [1]

Среднее индикаторное давление – давление, численно равное такому условному постоянному РїРѕ знамению избыточному давлению, которое, действуя РЅР° поршень, совершает Р·Р° РѕРґРёРЅ его С…РѕРґ работу, равную работе газов РІ цилиндре Р·Р° РѕРґРёРЅ цикл.  [2]

Среднее индикаторное давление измеряется при помощи весов-динамометра следующим образом.

При работе одноцилиндрового двигатедя на топливе стрелка динамометра показывает среднее эффективное давление.

РџСЂРё прекращении подачи топлива Рё вращении одноцилиндрового двигателя электромотором стрелка динамометра показывает среднее давление трения.  [3]

Среднее индикаторное давление ( Р , РєРіСЃ / СЃРј2) есть условное постоянное давление, действующее РЅР° поршень РІ течение рабочего С…РѕРґР°.  [4]

Среднее индикаторное давление СЂ, представляет СЃРѕР±РѕР№ такое условно-постоянное давление, которое, действуя РЅР° поршень, РІ течение РѕРґРЅРѕРіРѕ С…РѕРґР° совершает работу, равную работе газов Р·Р° весь цикл. Графически РѕРЅРѕ определяется высотой прямоугольника ( СЂРёСЃ. 22.6), площадь Рё основание которого соответственно равны площади Рё длине индикаторной диаграммы.  [6]

Среднее индикаторное давление можно определить ( РІ некотором масштабе) как высоту h равновеликого прямоугольника, построенного РЅР° индикаторной диаграмме, СЃ основанием, равным длине диаграммы, так как объем, проходимый поршнем, Vn для данного компрессора ( РїСЂРё постоянных Fun) пропорционален длине С…РѕРґР° поршня S. РќР° СЂРёСЃ. IV-4 площадь прямоугольника заштрихована.  [7]

Среднее индикаторное давление pi является РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ характеристикой двигателя.  [8]

Среднее индикаторное давление – это условное постоянное РїРѕ величине давление, действующее РЅР° поршень РІ течение такта расширения, которое может совершить работу, равную работе газов РІ цилиндре Р·Р° РѕРґРёРЅ рабочий цикл.  [9]

Среднее индикаторное давление представляет СЃРѕР±РѕР№ условное постоянное давление, РїРѕРґ действием которого поршень Р·Р° РѕРґРёРЅ С…РѕРґ совершает работу, равную работе всего теоретического цикла.  [10]

Среднее индикаторное давление можно определить ( РІ некотором масштабе) как высоту h равновеликого прямоугольника, построенного РЅР° индикаторной диаграмме, СЃ основанием, равным длине диаграммы, так как объем, проходимый поршнем, Vn для данного компрессора ( РїСЂРё постоянных F Рё Р») пропорционален длине С…РѕРґР° поршня S. РќР° СЂРёСЃ. IV-4 площадь прямоугольника заштрихована.  [11]

Среднее индикаторное давление, развиваемое РІ цилиндре двигателя, определяют РїРѕ индикаторной диаграмме, которая снимается СЃ помощью индикатора. РџРѕ этой же диаграмме определяют давление сжатия Рё давление сгорания ( СЃРј. РіР».  [12]

Среднее индикаторное давление определяют отношением площади щдикаторной диаграммы Рє длине диаграммы, умноженной РЅР° мае-птаб пружины.  [13]

Среднее индикаторное давление РІ компрессоре, характеризующее затрату работы РЅР° сжатие РІРѕР·РґСѓС…Р° РІ цилиндре, определяется планиметрированием площади индикаторной диаграммы компрессора РїРѕ формуле ( 88), так же как это делается РїСЂРё определении среднего индикаторного давления РІ двигателе.  [14]

Среднее индикаторное давление зависит РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј РѕС‚ следующих параметров.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id653374p1.html

Индикаторные энергетические показатели. Индикаторная работа, среднее индикаторное давление и индикаторная мощность

Факторы, влияющие на индикаторные показатели.

Методы увеличений индикаторной мощности. Сравнение индикаторных показателей дизеля и двигателя с искровым зажиганием..

Индикаторные экономические показатели. Индикаторный коэффициент полезного действия и удельный индикаторный расход топлива.

Индикаторные показатели цикла

Лекция 4

Дисциплина Силовые агрегаты

Учебные вопросы:

1. Индикаторные энергетические показатели. Индикаторная работа, среднее индикаторное давление и индикаторная мощность.

Тепловую и механическую напряженность и эффективность процессов преобразования химической энергии топлива в меха­ническую работу двигателей внутреннего сгорания принято ха­рактеризовать показателями, которые подразделяются на две группы: индикаторные и эффективные показатели. Первые харак­теризуют совершенство осуществляемого цикла по теплоиспользованию и связаны с качеством организации процессов, вторые дополнительно учитывают степень механического совершенства двигателя.

Индикаторной работой называется полезная работа, совершае­мая газами в цилиндре двигателя в течение тактов расширения и сжатия.

При выполнении теплового расчета двигателей внутреннего сгорания пользуются диаграммой расчетного цикла , кото­рая изображена на рис. 9.1. Отрицательная работа сжатия Lас, выполняемая газами в такте сжатия при движении поршня от н.м.

т. к в.м.т., пропорциональна площади . В такте расширения при движении поршня от в.м.т. к н.м.т. газы совершают положитель­ную работу , которой соответствует площадь .

Пло­щадь на диаграмме соответствует индикаторной работе расчетного цикла:

В процессе расширения с подводом тепла при p=const совер­шается работа

.

Работа в политропном процессе расширения определяется из выражения

.

Рис. 1. К определению индикаторной работы

Работа в политропном процессе сжатия равна

Учитывая, что

.

и подставляя (2), (3), (4) в уравнение (1), получим вы­ражение для определения индикаторной работы расчетного цикла

:

.

Для определения индикаторной работы действительного цик­ла необходимо учитывать значение коэффициента полноты диа­граммы =0,920,97, при этом меньшее значение относит­ся к двигателям с разделенными камерами сгорания.

Так как индикаторная работа зависит от размеров цилиндра, то она не может характеризовать совершенство рабочего процесса двигателя.

Параметром, пригодным для оценки совершенства ра­бочего процесса, является удельная индикаторная работа.

Эта ве­личина представляет собой отношение индикаторной работы за цикл к рабочему объему цилиндра и имеет размерность давле­ния, поэтому ее называют средним индикаторным давлением.

Если работу газов за цикл выразить в джоулях, а рабочий объем цилиндра в кубических метрах, то среднее индикаторное давление, выраженное в мегапаскалях, будет равно

.

Если же индикаторную работу выражать в килограммометрах, а рабочий объем в метрах кубических, то среднее индикаторное давление определяется в килограммах на сантиметр квадратный:

.

Из выражения (6) видно, что графически в координатах р −V среднее индикаторное давление может быть определено (в соответствующем масштабе) высотой прямоугольника, равновеликого по площади диаграмме цикла и имеющего в основании отрезок, соответствующий рабочему объему

(рис. 2). Поэтому среднее индикаторное давление представляет собой условное постоянное избыточное давление, действующее на поршень и осуществляющее за один ход работу, равную индикаторной.

Рис. 2. К определению среднего индикаторного давления

Если обе части уравнения (5) разделять на рабочий объем цилиндра, то, имея в виду, что

получим выражение для среднего индикаторного давления расчет­ного цикла:

.

Среднее индикаторное давление действительного цикла опреде­ляется с учетом коэффициента полноты индикаторной диаграммы:

Величина среднего индикаторного давления в мегапаскалях или в килограммах на сантиметр квадратный на номинальном режиме работы составляет:

1) для четырехтактных дизелей:

— с неразделенными камерами сгорания без наддува 0,64 1,03 (6,510,5);

— с неразделенными камерами сгорания с наддувом до 2.45 (до 25,0);

— с разделенными .камерами сгорания 0,490,97(5,08,0);

2) для двухтактных дизелей 0,341,47 (3,515,0). Индикаторной мощностью двигателя называется мощность, соответствующая индикаторной работе.

Если частота вращения коленчатого вала равна п, то количество циклов за секунду у четырехтактных двигателей составляет

а у двухтактных двигателей равно

то с учетом коэффициента тактности двигателя имеем

где =4 – для 4-тактного двигателя и =2 – для 2-та.ктного двигателя.

Очевидно, что индикаторная мощность двигателя (в киловаттах) с числом цилиндров i будет равна

или

1. Индикаторные экономические показатели. Индикаторный коэффициент полезного действия и удельный индикаторный расход топлива

Кроме теоретически неизбежных, согласно второму закону термодинамики, потерь в двигателе наблюдаются потери тепла, обусловленные несовершенством протекания рабочих процессов (потери тепла, отдаваемые через стенки цилиндра в охлаждающую среду, потери из-за неполноты сгорания топлива, а также потери, связанные с диссоциацией продуктов сгорания). Использование тепла в действительном цикле характеризуется индикаторным КПД.

Индикаторным КПД называется отношение тепла, эквивалентного индикаторной работе Li, к общему или располагаемому количеству тепла QT, внесенному в цилиндр с топливом:

в системе СИ;

Для оценки совершенства дизеля как тепловой машины часто .пользуются удельным индикаторным расходом топлива, под которым понимают отношение часового расхода топлива GT индикаторной мощности Ni:

Для выяснения связи между индикаторным КПД и удельным индикаторным расходом топлива принимаем, что индикаторная работа двигателя за 1 с равна его индикаторной мощности, а рас­полагаемое тепло за это же время равно QT.

Тепло QT определяется как произведение часового расхода топлива GT на его низшую теплотворную способность Hu:

С учетом выражения (8.16)

В итоге индикаторный КПД будет выражен через удельный индикаторный расход топлива в системе СИ:

Для получения связи между индикаторным КПД и парамет­рами рабочего процесса запишем уравнение (19) для единич­ного цикла в виде

Цикловая подача топлива может быть получена из выражения (9) для коэффициента избытка воздуха:

Выразив в формуле (23) плотность воздуха во впускном коллекторе через давление pk и температуру Tk

и подставив его в уравнение (8.22), после преобразований получим в системе СИ

Значение индикаторного КПД для четырехтактных дизелей составляет , для двухтактных −

Удельный индикаторный расход топлива в четырехтактных двигателях составляет ; в двухтактных – (g1 выражается в граммах на киловатт-час).

1. Методы увеличений индикаторной мощности. Сравнение индикаторных показателей дизеля и двигателя с искровым зажиганием

Для анализа влияния различных факторов на индикаторную мощность и выявление путей ее повышения необходимо устано­вить зависимость индикаторной мощности от основных парамет­ров рабочего процесса.

Из уравнения (16) следует, что

Часовой расход топлива GT при известном коэффициенте из­бытка воздуха можно выразить через часовой расход воздуха GB, используя выражение для определения коэффициента избытка воздуха

Источник: https://studopedia.su/6_48742_indikatornie-energeticheskie-pokazateli-indikatornaya-rabota-srednee-indikatornoe-davlenie-i-indikatornaya-moshchnost.html

Теоретическое среднее индикаторное давление

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 10Следующая ⇒

Среднее индикаторное давление , МПа, – это значение условного постоянного давления в цилиндре двигателя, при котором работа, произведённая рабочим телом за один такт, равнялась бы индикаторной работе цикла.

Площадь не скруглённой индикаторной диаграммы в определённом масштабе выражает теоретическую расчётную работу газов за один цикл двигателя. Эта работа, отнесённая к ходу поршня, – теоретическое среднее индикаторное давление , МПа.

На основании зависимостей термодинамики, из выше сказанного, следует:

(1.58)

где – среднее индикаторное давление не скруглённой

диаграммы, МПа;

– индикаторная работа, Дж;

– работа изобарного и политропного расширения, Дж;

– работа политропного сжатия, Дж;

– рабочий объём цилиндра, л.

Выполнив подстановки и преобразования, получим:

• для карбюраторного двигателя:

(1.59)

• для дизельного двигателя:

(1.60)

1.9.2 Действительное среднее индикаторное давление.

Площадь скруглённой индикаторной диаграммы в определённом масштабе выражает действительную работу газов за один цикл двигателя Pi, МПа. Среднее индикаторное давление Pi действительного цикла меньше среднего индикаторного давления расчётного цикла. При этом уменьшение среднего индикаторного давления оценивается коэффициентом полноты диаграммы .

С учётом сказанного, действительное среднее индикаторное давление для четырехтактных двигателей определяется по формуле:

(1.61)

где v – коэффициент полноты индикаторной диаграммы. Его принимают равным [2]:

• для карбюраторных двигателей – от 0,94 до 0,97;

• дня дизельных двигателей – от 0,92 до 0,95;

«для двухтактных двигателей с петлевой продувкой – /,

• для двухтактных двигателей с клапанно-щелевой продувкой – от 0,92 до 0,97.

В двухтактных двигателях , определённое по не скруглённой диаграмме для полезной части хода поршня ,т. е.:

(1.62)

где – часть хода поршня, соответствующая продувке и характеризующая долю потерянного объёма, ( принимают равной от 0,12 до 0,25).

При работе двигателя на номинальном режиме значение , MПa, для современных автотракторных двигателей, находится в следующих пределах [2].

• для четырехтактных двигателей с искровым зажиганием без наддува, работающих на бензине (карбюраторные, с впрыском легкого топлива, форкамерно-факельные) – от 0,8 до 1,2;

• для четырёхтактных газовых двигателей с искровым зажиганием – от 0,5 до 0,7;

• для четырёхтактных дизелей без наддува – от 0,75 до 1,05;

•для автотракторных дизелей с низким и средним наддувом значения находятся в пределах от 1,2 до 1,5 МПа.

• для четырехтактных дизелей с высоким наддувом и промежуточным охлаждением воздуха после компрессора – до 2.2;

• для двухтактных карбюраторных двигателей с кривошипно-камерной продувкой – от 0,25 до 0,45;

• для двухтактных дизелей без наддува – от0,35 до 1,2;

Рабочий объём одного цилиндра

Рабочий объём одного цилиндра , л, определяется по формуле:

(1.63)

где D – диаметр цилиндра, дм;

S – ход поршня, дм.

Индикаторная мощность

Работа, совершаемая газами внутри цилиндров в единицу времени, или мощность, соответствующая индикаторной работе цикла, называется индикаторной мощностью Ni, кВт.

(1.64)

где – число цилиндров;

п – частота вращения коленчатого вала двигателя, мин ;

– тактность двигателя.

Индикаторная мощность зависит от четырёх параметров, поэтому для её повышения принципиально можно использовать увеличение любого из них. Преимущественно, при форсировании двигателей используют два параметра: Pi и п.

Увеличение среднего индикаторного давления Pi достигается применением наддува, а повышение частоты вращения п -увеличением коэффициента наполнения, уменьшением механических потерь в дизеле и улучшением процессов смесеобразования и сгорания при высокой частоте вращения.

Увеличение рабочего объёма и количества цилиндров

приводит к увеличению размеров двигателя и повышению металлоёмкости, что ухудшает массовые и габаритные показатели двигателя. Однако при необходимости получения большой мощности в одном агрегате и невозможности дальнейшего повышения Pi и п в данном двигателе, необходимо создавать двигатель с большим рабочим объёмом.

Индикаторный коэффициент полезного действия (КПД)

Индикаторный КПД , представляет собой отношение

количества теплоты, эквивалентного индикаторной работе действительного цикла, ко всему количеству затраченной теплота или к теплотворности топлива, умноженной на цикловую подачу топлива:

(1.65)

Для расчёта удобнее использовать формулу:

(1.66)

где -низшая удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг.

Для современных автотракторных двигателей на номинальном режиме работы значение индикаторного КПД составляет [2]:

• для карбюраторных двигателей – от 0,28 до 0,38;

• для дизельных двигателей – от 0,42 до 0,52;

• для газовых двигателей – от 0,26 до 0,34.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://lektsia.com/2x3e30.html

Что называют средним индикаторным давлением Рi?

Средним индикаторным давлением называют условное, постоянное по величине давление, при котором работа за один цикл равна работе газов в цилиндре. В тепловозных дизелях среднее индикаторное давление pi находится в пределах 0,58—1,76 МПа (6—18 кгс/см2).

77.Как определить эффективную мощность двигателя, если известно среднее индикаторное давление Рi?

Ni=

Где n- число оборотов в минуту, Z-число цилиндров, К- коэффициент тактности, Рi- среднее индикаторное давление.

78.Что характеризует собой величина индикаторного КПД hi поршневого ДВС?

Индикаторный КПДоценивает степень использования теплоты в действительном рабочем цикле и представляет собой отношение теплоты, превращаемой в индикаторную работу Wt, к теплоте, введенной в цилиндр в результате сгорания топлива.

;

где — индикаторная мощность, кВт; — часовой расход топлива, кг/ч; — теплота сгорания топлива, кДж/кг.

У существующих автотракторных двигателей индикаторный КПД находится в пределах 0,25…0,4 для бензиновых двигателей, 0,38…0,50 для дизелей.

79.Что характеризует собой величина эффективного КПД hi двигателя?

Эффективный кпд – это отношение теплоты, превращенной в полезную работу, ко всей теплоте, подведенной с топливом. Значение эффективного кпд для современных двигателей колеблется от 0,22 до 0,42.

80.Что называют удельным расходом топлива ДВС?

Удельный расход топлива — это единица измерения, которая используется в грузопассажирских перевозках и обозначает расход на единицу мощности единицы топлива на расстояние в час (или секунду) или один километр — к примеру, − 166 г/л.с.ч. расход в граммах на одну лошадиную силу за час работы.

81.Что характеризует собой величина литровой мощности и весовой мощности ДВС?

Литровая мощность двигателя – отношение эффективной мощности к литражу. Она характеризует эффективность использования рабочего объема двигателя.

Весовая мощность двигателя – отношение эффективной мощности двигателя к его весу (л.с./кг).

82.Что называют скоростной характеристикой ДВС? Как ее получают?

Скоростная характеристика – зависимость мощности N, крутящего момента Мкр, расхода топлива От и удельного расхода топлива ge от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Различают внешнюю и частичные скоростные характеристики. Скоростные характеристики реальных двигателей получают при их испытаниях на специальных стендах.

83.Что называют нагрузочной характеристикой ДВС? Как ее получают?

Нагрузочной характеристикой называется зависимость основных показателей двигателя от параметра, характеризующего его нагрузку при постоянной частоте вращения. Нагрузочную характеристику получают с помощью испытаний нагрузки.

84.Что называют регуляторной ДВС? Как ее получают?

Изменения крутящего момента и эффективной мощности графически характеризуются наклонными прямыми сгсъ и с с, которые фактически являются рабочими ветвями или регуляторными ветвями характеристики. Скоростную характеристику с регуляторной ветвью называютрегуляторной характеристикой двигателя. Обычно все характеристики получают экспериментальным путем при испытаниях двигателей

85.Что характеризует коэффициент заполнения цилиндра ДВС?

Коэффициент наполнения является конструктивным параметром двигателя и характеризует совершенство его впускных органов. Чем выше коэффициент наполнения двигателя, тем большую мощность он может развить.

Средние значения т]„ для современных двигателей находятся в пределах 0,75 — 0,85 при максимальных числах оборотов и 0,85 — 0,90 для оборотов, соответствующих максимальному крутящему моменту двигателя

86.Что учитывает коэффициент остаточных газов в ДВС?

Коэффициент остаточных газов показывает процентное содержание в рабочей смеси продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре от предыдущего цикла. При увеличении этого коэффициента понижается скорость горения рабочей смеси.

87.Что учитывает коэффициент использования тепла в камере сгорания ДВС?

Коэффициентом использования тепла называется часть теплотворной способности топлива, которая действительно используется для повышения энергии газов при сгорании:

,

где: hu – низшая теплотворная способность топлива;

ΔQ – потери тепла в процессе сгорания.

Коэффициент использования тепла всегда меньше единицы. Он тем выше, чем совершеннее смесеобразование, выше скорость распространения пламени, короче промежуток времени, затрачиваемый на сгорание.

Коэффициент использования тепла, в зависимости от режима работы двигателя, изменяется в карбюраторных двигателях в пределах 0.85–0.95, в дизельных от 0.7 до 0.9.

88.Что учитывает коэффициент молекулярного изменения рабочего тела при сгорании топлива в ДВС?

При расчётах процесса расширения учитывают, что масса дымовых газов больше массы воздуха в конце процесса сжатия на величину массы впрыснутого топлива. Для этого используется коэффициент молекулярного изменения, представляющее собой отношение средних молекулярных масс рабочего тела до и после сгорания § = µп с / µд с (обычно § = = 1,02…1,05).

89.Изобразите график изменения хода поршня, его скорости и ускорения в зависимости от угла поворота коленчатого в ала j.

90.Назовите все неуравновешенные силы и моменты, действующие в поршневом ДВС.

Сила инерции поступательно движущихся деталей определяется их общей массой и ускорением:

Fj = −(mn + mшп ) j .

Центробежная сила, действующая на шатунную шейку коленчатого вала, зависит от приведённой массы в

этой точке, радиуса R и угловой скорости коленвала:

Fц = −mцуR2ω .

Условная приведённая масса кривошипа mкр складывается из масс шейки вала, щек и противовесов с учё-

том их радиусов вращения, а также условной массы mшш:

mцу = mшш + 2mщrщ / R − 2mпрrпр / R ,

где rщ и rпр – расстояния от центра тяжести щеки или от центра тяжести противовеса до оси вращения, соответственно.Все эти силы неуравновешенны и действуют на опоры машины.

Силы инерции Fj действуют вверх–вниз, а центробежные силы Fц имеют вектор, вращающийся со скоростью ω. При α = 90° и α = 270° они действуют в горизонтальной плоскости, а при α = 0° и α = 180° направления их совпадают с направлением сил Fj.

Поэтому ДВС всегда имеет массивный фундамент или устанавливается на тяжёлую и жесткую раму

Источник: https://allrefrs.ru/1-37741.html