Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Эффективные показатели ДВС

Эффективными показателями называют энергетические и экономические характеристики двигателя, реализуемые при работе его с потребителем получаемой в двигателе механической работы. Этими характеристиками являются, прежде всего, эффективная мощность Ne , крутящий момент Me, среднее эффективное давление pe, эффективный удельный расход топлива ge, эффективный КПД ηe. Часть из этих показателей являются основными при выборе или сравнении двигателей.

Механические потери в двигателе

Часть индикаторной работы цикла затрачивается на компенсацию различного рода потерь внутри двигателя. Эти потери называются механическими. Под механическими потерями понимают потери на все виды механического трения( ЦПГ, КШМ, ГРМ, подшипники опор коленвала), осуществление газообмена, привод вспомогательных механизмов (водяного, масляного и топливного насосов, вентилятора, генератора и т.д.), трение движущихся частей двигателя о газовую среду, привод компрессора. На преодоление механических потерь затрачивается работа механических потерь Lм. По аналогии с понятием среднего индикаторного давления piвводится понятие среднего давления механических потерь pм, являющегося отношением работы механических потерь к рабочему объему цилиндра: pм = Lм/Vh. Тогда работа механических потерь, приходящаяся на единицу рабочего объема цилиндра, может быть представлена в виде суммы ее составляющих:

pм = pтр+pд+pа+pнх+pк ,

а если механические потери выразить в виде мощности, затрачиваемой на их преодоление, то сумма составляющих будет иметь вид:

Nм = Nтр+Nд+Nа+Nнх+Nк , здесь

pтр, Nтр – удельная работа и мощность механического трения;

pд, Nд - удельная работа и мощность трения движущихся деталей о газовую среду;

pа, Nа - удельная работа и мощность привода агрегатов;

pнх, Nнх - удельная работа и мощность. затрачиваемые на осуществление газообмена;

pк, Nк - удельная работа и мощность на привод компрессора.

По аналогии с индикаторной мощностью мощность механических потерь может быть определена как Nм = (pм i Vh n)/ (30τ) кВт

Вклад каждой из составляющих механических потерь существенно различаются. Основной частью механических потерь являются потери на механическое трение (до 80% pм), 45 – 55% приходится на сопряжение поршень – гильза, до 20% приходится на подшипники. Эти элементы двигателя нагружаются силами инерции, газовыми силами, силами упругости поршневых колец, пружин. Эти силы изменяются в течение цикла, их величина зависит, также, от режима работы двигателя – скоростного и нагрузочного режимов, теплового и технического состояния двигателя.

Трение движущихся деталей о газы зависит от скорости движения – чем выше скорость, тем больше силы и работа трения.



Работа насосных ходов поршня при газообмене затрачивается на работу выталкивания продуктов сгорания из цилиндра при выпуске и работу всасывания свежего заряда в цилиндр при впуске. С ростом скоростного режима эта работа несколько возрастает. Нагрузочный режим слабо влияет на работу насосных ходов дизелей, в двигателях с количественным регулированием снижение нагрузки увеличивает потери на газообмен, т.к. при этом прикрывается дроссельная заслонка, увеличивается гидравлическое сопротивление впускной системы.

Величина механических потерь может быть определена экспериментально, или, как это делается в СИМ «Альбея», путем поэлементного расчета каждой из составляющих механических потерь. В литературе существуют эмпирические зависимости, позволяющие вычислить механические потери в зависимости от типа, конструкции, числа цилиндров, режима работы двигателя. Обычно уровень механических потерь в таких зависимостях связывают со средней скоростью поршня и представляют в виде : pм = a + bcп, где a и b – постоянные величины, зависящие от типа и конструкции двигателя, а cп – средняя скорость поршня. Анализ формы представления эмпирических зависимостей позволяет сделать вывод, что среднее давление механических потерь не зависит или слабо зависит от нагрузки на двигатель, и пропорционально скоростному режиму, т.е. n.Тогда мощность механических потерь Nм пропорциональна n2.

 

Эффективная мощность и механический КПД

Полезная, или эффективная, работа двигателя за один цикл равна цикловой индикаторной работе с вычетом работы, затраченной на преодоление механических потерь: Le=Li – Lм, тогда эффективная мощность может быть определена как Ne=Ni – Nм. (102)

Эффективная работа цикла, выраженная через удельные к единице рабочего объема величины, может быть записана как pe=pi – pм (103).

При известном среднем эффективном давлении по аналогии с индикаторной мощностью (90) эффективная мощность может быть вычислена с помощью формулы Ne=(peiVhn)/(30τ) (104)

Эффективный крутящий момент двигателя при известной эффективной мощности равен Me=Ne, где ω – частота вращения коленчатого вала равная πn/30. После подстановки и учета размерностей получается: Me=(1000peVhi)/(πτ), где Me в Нм, если pe в мПа, а Vh в л.

Совершенство двигателя с точки зрения механических потерь характеризуют механическим КПД:

ηм= Le/ Li=pe/pi=Me/Mi=Ne/Ni=1 – (pм/pi) =1 – (Nм/Ni) (105)

Значения pe в мПа и ηм для двигателей различных типов приведены в таблице.

 

Тип двигателя pe ηм
4-х тактный бензиновый без наддува 0,6 – 1,3 0,7 – 0,85
4-х тактный бензиновый с наддувом 1,4 – 1,6 0,8 – 0,9
2-х тактный бензиновый с кривошипно-камерной продувкой 0,3 – 0,4  
4-х тактный, газовый 0,5 – 0,6 0,75 – 0,8
4-х тактный дизель без наддува 0,6 – 0,8 0,7 – 0,8
4-х тактный дизель с наддувом 1,2 – 2,0 0,78 – 0,92
2-х тактный дизель без наддува 0,4 – 0,6 0,7 – 0,8
2-х тактный дизель с наддувом 0,8 – 1,3 0,8 – 0,92

 

Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива.

Экономичность двигателя при работе с потребителем характеризуется эффективным КПД и эффективным удельным расходом топлива. Эффективным КПД называют отношение совершенной двигателем эффективной работы к затраченной на выполнение этой работы теплоте: ηe=Le/(HuGт), где Gтколичество затраченного на выполнение работы топлива.

Если в качестве полезной работы принять эффективную работу, выполненную в результате сжигания единицы топлива в цилиндре с рабочим объемом Vh', в котором размещается с учетом остаточных газов M1 кмоль свежего заряда, то величина этой работы будет равна Le= pe Vh'= piηмVh'. Тогда можно принять. что ηe=(piηмVh')/Hu. Из обсуждения индикаторных показателей известно, что Vh' = (M1R T0)/ p0 ηv. Тогда, подставив в предыдущее и сравнив с (95), получим:

ηe=(piηмM1RT0)/( p0 ηvHu)= ηiηм. (106)

Используя (95) и (96) получим выражения для эффективного КПД двигателей жидкого топлива:

ηe = (piηмM1R T0)/(Hu p0 ηv)=(peM1R T0)/(Hu p0 ηv); (107)

для газовых двигателей:

ηeг = (piηмM1R T0)/(22,4Hu p0 ηv)=

=(peM1R T0)/(22.4Hu p0 ηv). (108)

Значения эффективного КПД:

двигатели с принудительным воспламенением: 0,22 – 0,3;

газовые двигатели 0,23 – 0,28

дизели 0,3 – 0,42.

Удельный эффективный расход топлива ge может быть определен как количество топлива, затраченного на единицу эффективной работы дигателя.

Другим определением удельного индикаторного расхода топлива является часовой расход топлива на единицу мощности двигателя. Эти определения вытекают из размерности этого показателя - для двигателей на жидком топливе [г/кВт ч], [г/л.с. ч], для газовых двигателей [м3/кВт ч], [м3/л.с. ч].

По аналогии с индикаторными показателями для двигателей жидкого топлива удельный эффективный расход топлива может быть определен как ge = (1000Gт)/Ne [г/кВт ч], для газовых двигателей ve = Vг/ Ne3/кВт ч], здесь

Gт – часовой расход жидкого топлива двигателем в [кг/ч],

Vг – часовой расход газообразного топлива в [м3/ч].

Продолжив аналогию и имея в виду, что речь идет об эффективных показателях, получим: ge = 3600/(Hu ηe) , подставив далее выражение для ηe, придем к искомому: для двигателей жидкого топлива в [г/кВт ч]:

ge=(3600 p0 ηv)/(pi ηмM1RT0)=(3600 p0 ηv)/(peM1RT0). (109)

Для газовых двигателей в [м3/кВт ч]:

ve = (3600*22,4 p0 ηv)/ (pi ηмM1R T0) =

=(3600*22,4 p0 ηv)/ (peM1R T0).. (110)

Сравнение экономичности газовых двигателей проводят обычно по удельному эффективному расходу теплоты: qe = veHu [МДж/кВт ч].

Значение удельного эффективного расхода на номинальном режиме;

бензиновые двигатели – 270…380 г/кВт ч;

дизели – 205…280 г/кВт ч;

газовые двигатели – 13…16 мДж/кВт ч.

Тип двигателя ηe ge
4-х тактный бензиновый без наддува 0,22 – 0,28  
4-х тактный бензиновый с наддувом 0,25 – 0,32  
2-х тактный бензиновый с кривошипно-камерной продувкой    
4-х тактный, газовый    
4-х тактный дизель без наддува 0,30 – 0,42  
4-х тактный дизель с наддувом 0,35 – 0,45  
2-х тактный дизель 0,30 – 0,38  
     

Показатели напряженности ДВС

Эффективные показатели экономичности (ηe и ge) позволяют сравнивать между собой двигатели различных типов и конструкций с точки зрения эффективности использования топлива с целью получения механической работы. Однако эти показатели не оценивают совершенство конструкции в плане рациональности использования конструкционного материала и общих габаритов двигателя. Было принято, что облик двигателя, его размеры и масса определяются размерами цилиндра. К тому же, поршневая часть (цилиндропоршневая группа) относятся к числу наиболее напряженных тепловыми и механическими нагрузками элементов двигателя. Поэтому совершенство конструкции можно оценивать соотношением размера цилиндра и мощности двигателя, т.к. одна и та же эффективная мощность может быть получена в двигателях с различающимся рабочим объемом.

Применение наддува, изменяя эффективные показатели и тепловые и механические нагрузки на детали двигателя, незначительно увеличивает его массу и габариты. Вследствие этого было принято, что целесообразно оценивать совершенство конструкции комбинированного двигателя теми же критериями, что и двигателя без наддува и силовой турбины.

Оценка тепловой и динамической напряженности, использования рабочего объема и сравнение различных двигателей чаще всего производится путем использования таких показателей как литровая и поршневая мощность.

Литровой мощностью Neл [кВт/л] называют отношение номинальной мощности двигателя к рабочему объему его поршневой части.

Поршневой мощностью Neп [кВт/дм2 или кВт/м2] называют отношение номинальной мощности двигателя к суммарной пощади днищ поршней двигателя.

Под номинальной мощностью двигателя понимают эффективную мощность, гарантированную заводом-изготовителем при стандартных атмосферных условиях, номинальном скоростном режиме и, возможно, некоторых других условиях.

В соответствии с определением Neл= Ne/(iVh)=pen/(30τ), здесь (iVh) число i цилиндров двигателя с рабочим объемом Vh каждого.

Имея в виду, что pe =pi ηм и используя (100) и (101) получим:

для двигателей жидкого топлива

; (111)

для газовых двигателей

. (112)

Анализ полученных выражений позволяет анализировать влияние различных факторов на Neл определить пути форсирования двигателя с целью получения максимальных литровых показателей.

Поршневая мощность определится как:

Neп= Ne/[i(πD2/4)]=pe Sn/(30τ),

где S и D ход и диаметр поршня в дм.

Использовав понятие средней скорости поршня cm=Sn/30 м/с, получим: Neп= 10pe cm /τ. Подставив в предыдущее формулу для pi , имея в виду, что pe=piηм получим для двигателей жидкого топлива:

; (113)

для газовых двигателей

. (114)

Для выявления факторов, от которых зависят Neл и Neп с целью последующего анализа возможности из повышения преобразуем выражения для двигателей жидкого топлива (111) и (113). При этом пренебрежем объемом паров жидкого топлива в двигателях с внешним смесеобразованием и примем, что M1=αL0, а p0/T00R тогда выражение для литровой мощности примет вид:

, (115)

а для поршневой мощности:

. (116)

Еще одним показателем напряженности конструкции двигателя, особенно актуальным для авиационных двигателей, является его удельная масса gN. Удельная масса определяется как отношение сухой массы двигателя Gд к его мощности: gN=Gд/Ne. В сухую массу двигателя не включают массы охлаждающей жидкости, масла, водяного и масляного радиаторов, выпускной трубы с глушителем, а также массы приборов.

Величина удельных показателей характеризуют совершенство двигателя. Чем выше Neл и Neп, тем мощнее двигатель при том же рабочем объеме. Объем же цилиндров определяет массу и габариты двигателя. Поэтому с ростом литровых и поршневых показателей уменьшается удельная масса.

Анализ выражений (115) и (116) позволяет выявить пути улучшения этих показателей. Если рассмотреть входящие в эти выражения величины, то можно установить, что удельные показатели зависят от:

теплоты сгорания горючей смеси (Hu/l0);

тактности двигателя τ;

качества протекания рабочего процесса, оцениваемое отношением ηi, чем выше это отношение, тем выше удельные показатели;

механическим КПД двигателя ηм;

быстроходности, оцениваемой n или cm;

полнотой использования рабочего объема для размещения свежего заряда (ηv);

плотностью свежего заряда, при наличии наддува ρ0= ρк (плотность заряда после сжатия перед впускными органами).

Перечисленные величины оказывают заметное влияние на удельные показатели, и этот перечень позволяет наметить основные пути их повышения.

 

Способы форсирования двигателей по удельным показателям.

Исходя из приведенного выше перечня, можно сформулировать основные пути форсирования двигателей:

осуществление 2-х тактного цикла;

увеличение степени сжатия;

уменьшение коэффициента избытка воздуха;

повышение максимальной частоты вращения;

улучшение наполнения цилиндров за счет использования газодинамических явлений в газовоздушном тракте;

применение распределенного или непосредственного впрыска топлива в двигателях с принудительным воспламенением;

повышение плотности свежего заряда (наддув).

Рассмотрим возможности и ограничения каждого из способов.

Применение двухтактного цикла при прочих равных условиях ведет к потере части рабочего объема цилиндра, которая происходит вследствие того, что часть хода поршня происходит в период газообмена. Величина этой части оценивается потерянной долей хода поршня ψ.

Качество газообмена в 2-х тактных двигателях, особенно при малых давлениях за продувочным насосом (pк<0,2 МПа), хуже чем в 4-х тактных. Влияние этих факторов ведет к тому, что при переходе на 2-х тактный цикл мощность двигателя возрастает не в 2, а 1,5 – 1,7 раза.

При увеличении степени сжатия возрастает термический КПД цикла, несколько возрастает и индикаторный КПД, а следовательно и Neл и Neп,

В двигателях с принудительным воспламенением увеличение степени сжатия связано с применением высокооктановых топлив, принятием конструктивных мероприятий, снижающих вероятность детонационного сгорания. Это дает свои результаты: при повышении степени сжатия с 7 до 12 индикаторный КПД увеличивается на 11 – 13%. Однако при этом возрастают газовые силы, а отсюда и pм, поэтому рост удельных показателей не столь велик. Дальнейшее увеличение ε обычно не дает положительных результатов т.к. прирост ηi при этом невелик. Сказывается более высокий уровень диссоциации продуктов сгорания вызванный повышением Tz, увеличение количества тепла выделяемого на линии расширения, дополнительный рост pм.

В дизелях ε обычно выбирают из условий обеспечения надежного холодного пуска двигателя и допустимых нагрузок на его детали. Принимаемые при этом значения степени сжатия таковы, что дополнительное их увеличение не дает результатов в смысле увеличения удельных показателей. Малый прирост ηt, еще меньший прирост ηi , увеличение механических потерь делают эту процедуру нерациональной. Т. о. форсирование безнаддувных дизелей за счет повышения ε не продуктивно. А в случае применения наддува степень сжатия поршневой части двигателя снижают и принимают дополнительные мероприятия для обеспечения холодного пуска.

Коэффициент избытка воздуха α влияет на удельные показатели через отношение ηi. . Обогащение горючей смеси, приближая ее состав к стехиометрическому, увеличивает теплотворность смеси, при этом растет и работа цикла. Одновременно изменяется и ηi , максимальная работа цикла достигается при максимальном значении этого отношения.

Как было показано при рассмотрении индикаторных показателей, в зависимости от типа рабочего процесса максимум значения ηi. достигается при разных α и ограничивается разными причинами. В двигателях с внешним смесеобразованием и принудительным воспламенением максимум отношения получается при α = 0,8 – 0,9, дальнейшее обогащение уменьшает это отношение. В дизелях уменьшение α ограничивается пределом дымления. В зависимости от принятого способа и достигнутого качества смесеобразования максимальное для данного двигателя значение ηi. получается при реализации минимального по условиям дымления α. Обычно эти значения лежат в пределах α=1,2 – 1,9.

Повышение частоты вращения вала двигателя увеличивает, как это следует из (115) и (116), Neл и Neп прямо пропорционально увеличению n.

Однако при сохранении основных конструктивных параметров двигателя простым увеличением номинального значения n не удается получить пропорционального увеличения литровой мощности. Причины этого заключаются в следующем.

С ростом n при условии сохранения правильно выбранных для номинального скоростного режима фаз газообмена, сечения впускных и выпускных органов и геометрии газовоздушного тракта снижается коэффициент наполнения. В случае комбинированного двигателя в связи с ростом при этом расхода воздуха компрессор и турбина работают в нерасчетном режиме и снижают свои КПД. Известно, также, что при увеличении скоростного режима значительно возрастают механические потери в двигателе: pм – пропорционально n, а Nм – пропорционально n2, в связи с чем уменьшается ηм.

Уменьшение длительности цикла, связанное с ростом n, влечет за собой и некоторые положительные явления. В дизелях с насосной подачей топлива в связи с сокращением длительности подачи повышается давление подачи и улучшается смесеобразование. В бензиновых двигателях снижается вероятность детонационного сгорания, что позволяет повысить степень сжатия. Кроме того, снижаются потери тепла в стенки. Отношение ηi. в случае сохранения α обычно не изменяется.

Таким образом, можно констатировать, что форсирование двигателей по частоте вращения вала неизбежно связано с изменением фаз и геометрии газовоздушного тракта, подбором режима работы турбокомпрессора, проведение мероприятий по снижению механических потерь. К этим мероприятиям можно отнести: уменьшение S/D (средней скорости поршня), увеличение КПД вспомогательных механизмов, выбор оптимальной марки и температуры смазочного материала, выбор материалов и способов обработки трущихся поверхностей с целью уменьшения трения и массы движущихся деталей.

Дизели форсируют обычно применением наддува или изменением характеристик наддува.

Нестационарные газодинамические явления в газовоздушном тракте также могут являться средствами форсирования двигателей. При правильной их организации повышается коэффициент наполнения ηv.

Процессы возникновения, распространения и отражения волн разрежения и сжатия во впускных и выпускных трубопроводах обсуждались при рассмотрении газообмена. Сформированная при открытии впускного органа волна разрежения достаточной интенсивности (разрежение в цилиндре перед открытием впускного клапана 0,03 – 0,04 МПа), отразившись от открытого конца трубопровода волной сжатия, может повысить давление в цилиндре в конце наполнения до 0,2 МПа, т.е. повысить давление в цилиндре до 2p0. Рациональное использование отраженных волн в выпускном трубопроводе позволяет организовать продувку камеры сгорания в период перекрытия клапанов, уменьшить работу насосных ходов поршня, уменьшить непроизводительные затраты горючей смеси путем возвращения в цилиндр горючей смеси, проникшей в выпускной трубопровод в период продувки. Настройка газовоздушного тракта 4-х тактного двигателя позволяет повысить его мощность на 25 – 30%. Конечно, при этом не следует забывать, что при нерегулируемом газовоздушном тракте указанные эффекты получаются лишь в узком диапазоне скоростных режимов, для расширения этого диапазона следует применять регулируемые фазы газообмена и геометрию труб.

Распределенный впрыск или непосредственный впрыск топлива в цилиндр двигателя с принудительным воспламенением позволяет повысить удельные показатели двигателя за счет более равномерного распределения топлива по цилиндрам и улучшения наполнения цилиндра свежим зарядом.

В карбюраторных двигателях диффузор карбюратора создает дополнительное гидравлическое сопротивление впускного тракта и ухудшает наполнение цилиндра. В многоцилиндровых карбюраторных двигателях часть подаваемого в диффузор топлива оседает на дроссельной заслонке и стенках впускного трубопровода. Далее это топливо движется к цилиндру в виде пленки. Количество топлива, попавшего в каждый из цилиндров, зависит от формы впускных каналов и угла отклонения двигателя от горизонтального положения. Неравномерность распределения топлива по цилиндрам может достигать 20%. При работе двигателя на мощностной смеси (α=0,8 – 0,9) в цилиндрах с избытком топлива получается переобогащенная смесь, при недостатке топлива смесь получается беднее мощностного состава. В целом прилучается недобор мощности и снижение экономичности. При работе на экономичных смесях неравномерность распределения топлива может переобеднять смеси в отдельных цилиндрах, что может вести к замедлению сгорания или даже к пропуску вспышек. И в том и в ином случаях растут выбросы COи CH с отработавшими газами.

Замена карбюратора центральным впрыском позволяет упразднить диффузор или увеличить его диаметр и, таким образом, улучшить наполнение цилиндров. Однако опасность неравномерного распределения топлива по цилиндрам здесь сохраняется.

Распределенный впрыск топлива, т.е. подача его индивидуальными форсунками к впускному органу каждого из цилиндров или непосредственно в цилиндр позволяет избежать указанных выше недостатков и повысить удельные показатели и экономичность, снизить количество токсичных выбросов двигателя.

Повышение плотности свежего заряда – наддув – с целью увеличения литровых показателей двигателя применяют как в двигателях с принудительным воспламенением, так и в дизелях.

В авиационных бензиновых двигателях наддув позволяет повысить высотность двигателей. Наддув в них может быть газотурбинным или с приводным компрессором. При применении наддува в наземных бензиновых двигателях в связи с опасностью детонационного сгорания приходится снижать степень сжатия или применять обсужденные выше мероприятия, повышающие детонационную стойкость процесса. Одним из таких мероприятий может быть использование наддува только на высоких скоростных режимах, при которых детонационное сгорание не успевает развиться. Наддув здесь с целью обеспечения экономичности обычно газотурбинный, хотя в некоторых автомобильных двигателях с целью достижения высоких динамических характеристик дополнительно используют и подключаемый приводной компрессор.

Наиболее распространен наддув при форсировании дизелей, для двигателей этого типа наддув является единственным эффективным способом форсирования. Способ наддува – газотурбинный.

Применение наддува с сохранением степени сжатия в поршневой части комбинированного двигателя приводит к повышению механической и тепловой напряженности элементов рабочей камеры. Увеличение максимального давления цикла примерно прямо пропорционально повышению давления свежего заряда в результате наддува. Рост газовых сил и теплоотдачи в стенки в связи с ростом плотности рабочего тела вынуждает детали цилиндропоршневой группы и интенсифицировать их охлаждение.

Для снижения механической и тепловой напряженности поршневой части двигателя снижают степень сжатия вплоть до значений ε = 10 – 11. Снижению механической напряженности способствуют также применение мероприятий по снижению жесткости сгорания, например, применение ступенчатого впрыска или разделенной камеры сгорания.

Теплонапряженность деталей рабочей камеры снижают, в том числе, за счет потока продувочного воздуха, увеличивая период перекрытия клапанов до 100 - 150° п.к.в. Этому же способствует применение охлаждения наддувочного воздуха.

Избежать чрезмерно больших максимальных давлений цикла при подаче в цилиндр больших доз топлива, что неизбежно вследствие применения наддува, удается путем изменения закона подачи. Часть топлива, подаваемую при сгорании при постоянном давлении, увеличивают. Такого же эффекта можно достичь, используя переменную степень сжатия за счет гидроуправляемого поршня.

Применение наддува позволяет повысить литровую мощность дизеля в !,5 – 3 раза.

Удельные литровые показатели (Neл) двигателей различных типов составляют:

 

Типы двигателей Neл, кВт/л
4-х тактные с принудительным воспламенением, без наддува 18 – 60
4-х тактные с принудительным воспламенением, с наддувом 70 – 80
Гоночные 120 и более
4-х тактные автотракторные дизели без наддува 12 – 20
4-х тактные автотракторные дизели с наддувом 20 – 50
2-х тактные дизели 15 – 35
Судовые дизели 1,5 – 7,4
Тепловозные дизели 7,5 – 15
Стационарные дизели 1,5 – 7,5

 

 

Контрольные вопросы.

1. Дать определение эффективных показателей двигателей.

2. Пояснить причины различия значений индикаторных и эффективных показателей двигателей.

3. Дать перечень основных составляющих механических потерь в ДВС.

4. Дать определение эффективного КПД двигателя.

5. Дать определение эффективного удельного расхода топлива.

6. Каковы значения эффективного КПД и удельного эффективного расхода топлива у двигателя, работающего на режиме холостого хода?

7. Каков характер влияния скоростного режима на механические потери в двигателе?

8. Дать определение среднего давления механических потерь.

9. Дать определение механического КПД двигателя.

10. Чему равно значение механического КПД у двигателя, работающего на режиме холостого хода?

11. Какими показателями оценивают совершенство конструкции поршневых и комбинированных двигателей?

12. Перечислить основные пути форсирования ДВС по удельным энергетическим показателям.

13. Каков характер влияния нагрузки на работу насосных ходов в двигателях с количественным регулированием?

14.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Эффективные показатели ДВС

Дата добавления: 2015-06-27; Просмотров: 1953; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 23.22.50.12
Генерация страницы за: 0.269 сек.