Двигатели внутреннего сгорания
Страница 4

Pм=1.13+0.1·Uсp; (13)

для карбюраторных двигателей Pм= 0.35+0.12· Uсp; где Uсp – средняя скорость поршня, м/с. Разность между средним индикаторным давлением Pi и средним давлением механических потерь Pм называют средним эффективным давлением Pe, т.е. Pe=Pi-Pм. Эффективная мощность двигателя

Ne= (2/T)·Pe·Vц·n·z·10-3 (кВт), (14)

откуда среднее эффективное давление

Pe=103·Ne·T/(2·Vц·n·z). (15)

Среднее эффективное давление при нормальной нагрузке у четырехтактных карбюраторных двигателе 0.75 – 0.95 МПа, у четырехтактных дизелей 0.6 – 0.8 МПа, у двухтактных 0.5 – 0.75 МПа. Индикаторный КПД оценивает степень использования теплоты в действительном цикле с учетом всех тепловых потерь и представляет собой отношение теплоты Qi, эквивалентной полезной индикаторной работе, ко всей затраченной теплоте Q (затраченной работе), т.е. ηi=Qi/Q. Теплота Qi (кВт) эквивалентна индикаторной работе за время τ = 1с (индикаторной мощности), Qi/τ =Ni. Теплота Q (кВт), затраченная на работу двигателя в течение 1с (затраченная мощность) Q=В• (Qpн), где В – расход топлива, кг/с; Qpн – низшая рабочая теплота сгорания топлива, кДж/кг. Подставляя значение Qi и Q в равенство (а), получим:

ηi = Ni/В•(Qpн). (16)

Удельный индикаторный расход топлива [кг/кВт•ч] представляет собой отношение секундного расхода топлива В к индикаторной мощности Ni, т.е. bi=(B/Ni) •3600 [кг/(кВт•ч) ], или

bi=(B/Ni) •6•106, [г/(кВт•ч) ] (17).

У карбюраторных двигателей индикаторный КПД составляет 0,28-0,35, у дизельных 0,38-0,48, у газовых 0,28-0,33. Удельный индикаторный расход топлива равен: для карбюраторных двигателей 0,245-0,30 кг/кВт• ч, для дизеля 0,165-0,21 кг/кВт• ч. Экономичность работы двигателя в целом определяют эффективным КПД ηе и удельным эффективным расходом топлива be. Эффективный КПД оценивает степень использования теплоты топлива с учетом всех видов потерь, как тепловых так и механических и представляет собой отношение теплоты Qe, эквивалентной полезной эффективной работе, ко всей затраченной теплоте B•Q, т.е.

ηе=Qe/(B• (Qpн) =Ne/(B• (Qpн) (18).

Так как механический КПД равен отношению Ne / Ni, то, подставляя в уравнение, определяющее механический КПД, значения Ne и Ni из уравнений (16) и (18), получим ηм=Ne/Ni=ηe /ηi, откуда ηe=ηi ηм, т.е. эффективный КПД двигателя равен произведению индикаторного КПД на механический. Удельный эффективный расход топлива [кг/(кВт•ч) ] представляет собой отношение секундного расхода топлива B к эффективной мощности Ne, т.е. be=(B/Ne) •3600, или

be=(B/Ne) •6•106 [г/(кВт•ч) ] (19).

Для поршневых карбюраторных двигателей эффективный КПД составляет 0,25-0,29, для быстроходных дизелей 0,30-0,40, для газовых двигателей 0,20,28. Значения удельного эффективного расхода топлива составляют: для карбюраторных двигателей (0,22-0,48) кг/кВт •ч., для дизелей ( 0,210-0,285) кг/кВт• ч. Тепловой баланс ДВС. Из анализа рабочего цикла двигателя следует, что только часть теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, используется на полезную работу, остальная же часть составляет тепловые потери. Распределение теплоты, полученной при сгорании вводимого в цилиндр топлива, называют тепловым балансом, который обычно определяется экспериментальным путем. Уравнение теплового баланса имеет вид

Q=Qe+Qг+Qн.с+Qост, (20)

где Q – теплота топлива, введенная в двигатель, Qe теплота, превращенная в полезную работу; Qохл – теплота, потерянная охлаждающим агентом (водой или воздухом); Qг – теплота, потерянная с отработавшими газами; Qн.с. теплота, потерянная вследствие неполного сгорания топлива, Qост остаточный член баланса, который равен сумме всех неучтенных потерь. Количество располагаемой (введенной) теплоты (кВт) Q=B•Qpн. Теплота (кВт), превращенная в полезную работу за ед.времени, Qe=Ne. Теплота (кВт), потерянная с охлаждающей водой, Qохл=Bв•Cв• (t2-t1), где Bв количество воды, проходящей через систему, кг/с; Cв – теплоемкость воды, кДж/(кг•0К) [Cв=4.19 кДж/(кг•0К) ]; t2 и t1 – температуры воды при входе в систему и при выходе из нее, 0С. Теплота (кВт), теряемая с отработавшими газами, Qг=B•(Vг•Cрг•tг-Vв•Cрв•tв), где B расход топлива, кг/с; Vг и Vв расходы газов и воздуха, м3/кг; Cрг и Cрв средние объемные теплоемкости газов и воздуха при постоянном давлении, кДж/(м3•К); tг и tв – температура отработавших газов и воздуха, в 0С. Теплота, теряемая вследствие неполноты сгорания топлива, определяется опытным путем. Остаточный член теплового баланса (кВт) Qост=Q-(Qe+Qохл+Qг+Qн.с). Тепловой баланс можно составить в процентах от всего количества введенной теплоты, тогда уравнение баланса примет вид 100%=qe+qохл+qг+qн.с+qост, где qе=(Qe/Q•100%); qохл=(Qохл/Q) •100%; qг=(Qг/Q) •100% и т.д. В табл. 1 приведены примерные значения отдельных составляющих теплового баланса автотракторных двигателей.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Интересные публикации:

Техническое обслуживание и ремонт автомобилей
Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий ...

Проектирование самолета административного класса
Разрабатываемый самолет относится к классу легких пассажирских самолетов класса А. Задача проектирования состоит в разработке конструкции нового самолета и его составляющих элементов. На начальной стадии проектирования была произведена разработка общего вида самолета. Для этого проведе ...

Технологический процесс станции Перово
Станция Перово является внеклассной двухсторонней горочной сортировочной станцией в системе Московского железнодорожного узла (рис.1) и включает в себя две сортировочные системы: четную и нечетную, расположенные последовательно относительно друг друга. Схема станции Перово в Московском у ...