Патрахальцев Н.Н

Г 96 Характеристики двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие.

– М.: Изд-во РУДН. – 100 с.: ил.

ISBN 5-209-01670-6

В пособии изложены принципы построения и формирования характеристик поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) при установившихся режимах работы (УР). Показано, какими особенностями организации рабочих процессов ДЖС, конструктивнѫми особенностями разных двигателей формируется та или иная характеристика двигателя. Показаны и обоснованы принципы формирования желательных характеристик двигателей различного назначения. Приведены примеры реальных характеристик передовых отечественных и зарубежных двигателей.

Пособие снабжено рядом задач с примерами их решения и рядом методических положений, необходимых для выполнения лабораторных работ по разделу «Характеристики ДВС» курса «Теория(рабочих процессов ДВС». Изучение материалов пособия сопровождается проведением лабораторных работ, проводимых как на реальных двигателях и стендах для испытаний топливной аппаратуры, так и на виртуальном стенде под управлением программы «LabMaster», разработанной профессором д.т.н. Гусаковым С.В.

Данный раздел курса изучается студентами после освоения раздела «Действительные циклы работы ДВС». Дальнейшим развитием данного раздела является учебный курс «Неустановившиеся режимы работы ДВС», в котором излагаются характеристики работы двигателей в Ӄсловиях эксплуатации, т.е. преимущественно при неустановившихся режимах (НУР) работы двигателей.

Подготовлено на кафедре «Теплотехника и тепловые двигатели» РУДН и предназначено для студентов направления 552706 – поршневые и комбинированные двигатели.

ISBN 5-209-01670-6 ББК 31.365

© Н.Н. Патрахальцев, 2007.

© Издательство Российского университета дружбы народов, 2007.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные обозначения и сокращения и взаимосвязи параметров

и показателей работы ДВС…………………………………………....….4

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..6

1. Общие положения ……………………………………………………...9

1.1. Анализ условий эксплуатации ДВС………………………………...9

1.2. Поле допустимых и возможных режимов работы ДВС………….10

1.3. Виды характеристик ДВС…………………………………………..12

1.4. Режимы совместной работы ДВС с потребителем………………..15

1.5. Устойчивость режима работы двигателя с потребителем………..16

2. Скоростные характеристики ДВС…………………………………….17

2.1. Характеристики топливоподачи дизелей…………………………..18

2.2. Характеристики наполнения дизелей……………………………...20

2.3. Внешние скоростные характеристики дизеля……………………..21

2.4. Внешние, частичные и заградительные скоростные

характеристики дизеля……………………………………….….……....22

2.5. Скоростные характеристики двигателя с искровым зажиганием..24

2.6. Скоростные характеристики двигателя с искровым

зажиганием по коэффициенту наполнения……………………….…….24

3. Регулировочные характеристики…………………………………...…27

3.1. Регулировочные характеристики ДВС по составу смеси………….27

3.2. Регулировочные характеристики по углу опережения

зажигания или впрыскивания топлива…………………………….……33

4. Нагрузочные характеристики…………………………………………36

5. Винтовые характеристики…………………………………………….50

6. Генераторные характеристики……………………………………..…52

7. Универсальные, (многопараметровые, комбинированные)

характеристики………………………………………………………...…54

8. Анализ реальных скоростных характеристик……………………….58

9. Прочие характеристики……………………………………………….60

ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………..61

Список литературы………………………………………………………62

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

И ВЗАИМОСВЯЗИ

ПАРАМЕТРОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ДВС

АВСХ – абсолютная внешняя скоростная характеристика;

ВСХ – внешняя скоростная характеристика;

ДВСХ – динамическая внешняя скоростная характеристика;

ДсИЗ – двигатель с искровым зажиганием;

ДТ – дизельное топливо;

КВСХ – корректорная внешняя скоростная характеристика;

КПД – коэффициент полезного действия;

НУР – неустановившийся режим работы;

ОГ – отработавшие газы;

ОЧ – октановое число;

Пр.д. – предел дымления;

ТНВД – топливный насос высокого давления;

УР – установившийся режим работы;

ФХР – физико – химическое регулирование двигателя;

ЦЧ – цетановое число;

ЧСХ – частичная скоростная характеристика;

В – дымность отработавших газов по шкале Бош, [ед. Бош];

C_co, C_NOx – концентрации СО, NO_x в ОГ двигателя, [%, ч.н.м];

D – диаметр цилиндра, [дм];

G_т – часовой расход топлива, массовый, [кг/ч];

G_в.т.=i·V_h·ρ_в.·2n/τ и G_в.д. = G_в.т.·η_v – часовые расходы воздуха, массовые, теоретический и действительный, [кг/ч];

Н – дымность отработавших газов по Хартриджу, [%];

H_u – низшая теплота сгорания 1 кг жидкого или 1 м³ газового топлива, [кДж/кг или кДж/м³];

I_д, I_уст – моменты инерции двигателя, установки, [Н×м×с²];

К=М_е.max/M_e.ном. – коэффициент приспособляемости по моменту;

К_n =n_м/n_ном. – скоростной коэффициент;

L_i.р. – индикаторная работа расчётного рабочего цикла без учёта работы насосных ходов, [Дж];

L₀ – cтехиометрическое число, [кмоль/кг];

М_е – крутящий момент двигателя, [Н×м];

М_с – крутящий момент сопротивления (потребителя), [Н×м];

N_i=M_i·n/9550, или N_i=(р_i·i·V_h·n)/(30τ) – мощность индикаторная, [кВт];

N_e = M_е·n/9550, или N_е =(р_е·i·V_h·n)/(30τ) – мощность эффективная, [кВт];

N_м = N_i - N_e –мощность механических потерь, [кВт];

Р_ф, Р_н, - давление топлива в штуцерах форсунки, ТНВД, [МПа];

P_z – максимальное давление цикла, [МПа];

S – ход поршня, [дм];

V_ц.т. – объёмная цикловая подача топлива, [см³];

V_h =π·D²·S/4 – рабочий объём цилиндра, [л];

e, i, м – индексы: эффективный, индикаторный, механический;

g_ц.т. =V_ц.т.·ρ_т. – цикловая подача топлива, массовая [г/цикл];

g_i =G_т.·1000/N_i – удельный индикаторный расход топлива, [г/кВтч];

g_e = g_i/η_м = G_т.·1000/N_е – удельный эффективный расход топлива, [г/кВтч];

h_p – положение рейки ТНВД, [мм или %];

l₀ – cтехиометрическое число, [кг/кг];

min, max, ном. – индексы: минимальный, максимальный, номинальный;

n, n_к – частота вращения коленчатого вала, кулачкового вала, [мин^-1];

n_м. – частота вращения вала при максимальном крутящем моменте, [мин^-1];

t, t_пр – время, время приёмистости, [с];

a =G_в.д./(G_т.·l_o) - коэффициент избытка воздуха;

a_т – коэффициент сжимаемости топлива, [МПа^-1];

Θ_о.в. – угол опережения впрыска топлива, [град.п.к.в.];

φ – угол поворота коленчатого вала, [град. п.к.в.];

φ_о.з. – угол опережения зажигания, [град. п.к.в.];

φ_др. – положение дроссельной заслонки, [град. или %];

w=π·n/30 - угловая скорость вращения коленчатого вала, [рад/с];

h_i=3600/(H_u·g_i)– индикаторный КПД;

h_e=h_i·h_м =3600/(H_u·g_e) – эффективный КПД;

h_м= N_e/N_i = 1 – N_м./N_i = p_e/p_i – механический КПД;

h_v=G_в.д./G_в.т. - коэффициент наполнения;

r_в. – плотность воздуха, [кг/м³];

r_т.- плотность топлива, [г/см³];

τ – тактность двигателя(2 или 4);

Дата добавления: 2014-12-26