Тема: Визначення основних показників роботи двигуна

Мета заняття:

Навчитися розраховувати основні показники роботи двигуна.

1. Короткі теоретичні відомості.

Основними показниками роботи двигуна є:

Середній ефективний тиск – це умовний, сталий за значенням тиск, який діючи на поршень, виконав би за один хід поршня роботу, що дорівнює роботі, здобутій на колінчатому валу за один робочий цикл:

Ре = Рі – Рм, або Ре = Рі ηм (1)

Ефективна потужність двигуна – це потужність, якарозвивається на колінчатому валу і використовується для корисної роботи, кВт:

Ne = Ni – Nм (2)

За аналогією з індикаторною потужністтю можна записати:

Ne = Ре Vh i n / 30τ (3)

Ефективний ККД – це відношення роботи, здобутої на валу двигуна до енергії, що містилася у витраченому паливі:

ηе = 3600 Ne / Hu Gпал (4)

Питома ефективна витрата палива – це витрата палива на один кіловат ефективної потужності за одну годину, кг/(кВт·год):

ge = Gпал / Ne або ge = 3600 / Hu ηе (5)

Рис. 1 Діаграми до визначенняроботи дійсного циклу ДВЗ (а)

і середнього індикаторного тиску (б)

Середній індикаторний тиск циклу.

Середній індикаторний тиск в циліндрі по нескругленій діаграмі рірвизначається:

Для двигунів з іскровим запаленням:

(6)

Де ра – тиск в кінці такту впуску, ε – ступінь стиску, λ – ступінь підвищення тиску, n1- показник політропи при стиску, n2- показник політропи при розширенні.

Для дизельних двигунів:

(7)

де ρ – ступінь попереднього розширення, δ – ступінь подальшого розширення.

Ці величини звязані залежністтю:

ε = ρ δ.(8)

Реальний середній індикаторний тиск в двигунах менший за розрахунковий і визначається по формулі:

рі = φn pip(9)

де φn – коефіцієнт зменшення тиску, рівний 0,92…0,97

Індикаторна потужність двигуна.

(10)

де і – кількість циліндрів, Vh – обєм циліндра в літрах, n – число обертів колінвала в об/хв, τ – тактність двигуна (2 або 4), рі – середній індикаторний тиск, в барах

Ефективна потужність двигуна – це різниця між індикаторною потужністтю і потужністтю механічних втрат. По аналогії з індикаторною потужністтю її можна визначити через середній індикаторний тиск:

(11) де – ре = рі - рм , бар, ця величина називається середнім ефективним тиском.

Частину індикаторної потужності, що відповідає механічним втратам рм визначають по велечині механічного к.к.д:

(12)

Дослідним шляхом свстановлено, що для двигунів з іскровим запаленням

Рм = 0,45 + 0,14 vn, бар (13)

А для дизелів

Рм = 1,05 + 0,12 vn, бар (14)

де vn – середня швидкість поршня в м/сек

Індикаторний питомий розхід палива:

gi = 36000 ρ0 ηv / α ℓ0 рі , г/кВт-год, (15)

де ρ0 – густина повітря, кг/м.куб.; α – коефіцієнт надлишку повітря,

ηv - коефіцієнт наповнення циліндра, ℓ0 – теоретично необхідна кількість повітря, кг.

Ефективний питомий розхід палива:

ge = gi / ηм , г/кВт-год (16)

Ефективний к.кд.

ηе = 3600/(Hu ge), (17)

де Hu – теплота згоряння палива, МДЖ/кг

2. Завдання для виконання лабораторної роботи:

По вихідни даних визначити:

1. Середній індикаторний тиск циклу рі.

2. Середній ефективний тиск ре

3. Індикаторну потужність двигуна Ni

4. Ефективну потужність двигуна Ne

5. Механічний к.к.д ηм.

6. Індикаторний питомий розхід палива gi

7. Ефективний питомий розхід палива ge

8. Ефективний кпд ηе .

3. Вихідні дані для розрахунку:

Тиск в кінці такту впуску ра = 0,83 бар

Коефіцієнт зменшення тиску, φn = 0,95

Показник політропи при стиску n1 = 1,34

Показник політропи при розширенні n2 = 1,28

Двигун – чотиритактний, τ = 4

Число обертів n = 4000 об/хв

Швидкість поршня vn = 10 м/с

Густина повітря, ρ0 = 1,2 кг/м.куб

Коефіцієнт наповнення, ηv = 0,8

Теоретично необхідна кількість повітря, ℓ0 = 14,45 кг.

Теплота згоряння палива, Hu МДЖ/кг, для бензину – 44, для дизеля – 42.

Вибір варіанту завання:

Із таблиці 2 вибираємо вихідні дані для розрахунку і заносимо в таблицю1:

Таблиця 1 Вихідні дані для розрахунку

Таблиця 1. Варіанти вихідних даних для розрахунку:

Контрольні запитання:

1. Перечисліть основні показники роботи ДВЗ.

2. Що таке середній індикаторний тиск циклу?

3. Як визначається середній ефективний тиск ДВЗ?

4. Як визначається ефективна потужність двигуна?

5. Що таке механічний ккд?

6. Як визначається індикаторна питома витрата палива?

7. Як визначається ефективна питома витрата палива?

8. Що таке ефективний ккд?

Джерела:

1. Ф.І. Абрамчук. Автомобільні двигуни-К.: Арістей. 2006.-476с. – С. 121-138

2. М.С. Ховах, Г.С. Маслов Автомобільні двигуни. –М.: Машиностроение. 1971.- С.147-160

Лабораторна робота № 3. Приклад оформлення звіту.

Розрахунки і оформлення рекомендується виконати за

допомогою компютерної програми Mikrosoft Excel.

Тема:

Поиск по сайту: