Индикаторный КПД и удельный индикаторный расход топлива
Цикл теплового двигателя.Термический КПД цикла.
Термическим кпд цикла тепловой машины называется отношениеработы цикла к теплоте, подведенной к рабочему телу (от теплоотдатчика), т.е. 
. (3.3) Термический КПД характеризует совершенство цикла тепловой машины (двигателя) с точки зрения преобразования в полезную работу теплоты q1, подведенной к рабочему телу.Так как по второму закону термодинамики всегда q2 > 0, то для всех тепловых машин ht < 1.
2.Действительный цикл четырехтактного дизельного двигателя.Индикаторная диаграмма в координатах 
. Действительный цикл работы тихоходных дизельных двигателей близок к теоретическому. Однако рабочий процесс быстроходных дизельных двигателей, к которым относятся автомобильные двигатели, имеет свои особенности. Для воспламенения первых частиц топлива, впрыскиваемых в цилиндр, требуется некоторый период времени, называемый периодом задержки воспламенения.
Такая задержка необходима для подготовки топлива к самовоспламенению. В нем под действием высокого давления и температуры происходят определенные физические и химические процессы, предшествующие воспламенению. Чем выше давление и температура, тем быстрее протекают эти процессы. За период задержки воспламенения в камеру сгорания успевает поступить значительная часть порции впрыскиваемого топлива, поэтому в результате его воспламенения и сгорания давление и температура в камере резко повышаются. Благодаря этому создаются более благоприятные условия для воспламенения частиц топлива, поступающих вслед за сгоревшими: они сгорают почти сразу же после впрыскивания в цилиндр. Давление в этот период процесса сгорания остается почти неизменным. Поскольку в первый период сгорания давление резко возрастает, а затем остается постоянным, цикл работы быстроходного дизельного двигателя называют смешанным.
|
|
|
Следовательно, при работе двигателя по смешанному циклу часть топлива сгорает при постоянном объеме, а часть - при постоянном давлении. Действительный рабочий процесс быстроходного дизельного двигателя может быть графически изображен диаграммой. 
3.Показатели ,характеризующие рабочий цикл ,работу двигателя. Среднее индикаторное давление и индикаторная мощность
Под средним индикаторным давлением Pi понимают такое условное постоянное давление, которое действуя на поршень в течение одного рабочего хода, совершает работу, равную индикаторной работе газов в цилиндре за рабочий цикл.Согласно определению, среднее индикаторное давление – отношение индикаторной работы газов за цикл Li к единице рабочего объема цилиндра Vh, т.е. Pi=Li/Vh.При наличии индикаторной диаграммы, снятой с двигателя, среднее индикаторное давление можно определить по высоте прямоугольника, построенного на основании Vh, площадь которого равна полезной площади индикаторной диаграммы, представляющей собой в некотором масштабе индикаторную работу Li. Определить с помощью планиметра полезную площадь F индикаторной диаграммы (м^2) и длину l индикаторной диаграммы (м), соответствующую рабочему объему цилиндра, находят значение среднего индикаторного давления Pi=F*m/l, где m - масштаб давления индикаторной диаграммы,Па/м. Средние индикаторные давления при номинальной нагрузке у четырехтактных карбюраторных двигателей 0.8 - 1.2 МПа, у четырехтактных дизелей 0.7 - 1.1 МПа, у двухтактных дизелей 0.6 - 0.9 МПа. Индикаторной мощностью Ni называют работу, совершаемую газами в цилиндрах двигателя в единицу времени.Индикаторная работа (Дж), совершаемая газами в одном цилиндре за один рабочий цикл, Li=Pi*Vh.Так как число рабочих циклов, совершаемых двигателем в секунду, равно 2n/T, то индикаторная мощность (кВт) одного цилиндра Ni=(2/T)*Pi*Vh*n*10^-3, где n - частота вращения коленчатого вала, 1/с, T - тактность двигателя - число тактов за цикл (T=4 - для четырехтактных двигателей и T=2 - для двухтактных).Индикаторная мощность многоцилиндрового двигателя при числе цилиндров i Ni=(2/T)*Pi*Vh*n*i*10^-3.Эффективная мощность и средние эффективные давленияЭффективной мощностью Ne называют мощность, снимаемую с коленчатого вала двигателя для получения полезной работы.Эффективная мощность меньше индикаторной Ni на величину мощности механических потерь Nm, т.е. Ne=Ni-Nm. Мощность механических потерь затрачивается на трение и приведение в действие кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения,вентилятора, жидкостного, масляного и топливного насосов, генератора тока и других вспомогательных механизмов и приборов. Механические потери в двигателе оцениваются механическим КПД nm,
|
|
|
|
|
|
которое представляет собой отношение эффективной мощности к индикаторной, т.е. Nm=Ne/Ni=(Ni-Nm)/Ni=1-Nm/Ni.
Для современных двигателей механический КПД составляет 0.72 - 0.9.
Зная величину механического КПД можно определить эффективную мощность
Ne=nm*Ni.
Аналогично индикаторной мощности определяют мощность механических
потерь Nm=2/T*Pm*Vh*ni*10^-3, где Pm - среднее давление механических
потерь, т.е. часть среднего индикаторного давления, которая
расходуется на преодоление трения и на привод вспомогательных
|
|
|
механизмов и приборов.
Согласно экспериментальным данным для дизелей Pm=1.13+0.1*ст; для
карбюраторных двигателей Pm=0.35+0.12*ст; где ст - средняя скорость
поршня, м/с.
Разность между средним индикаторным давлением Pi и средним давлением механических потерь Pm называют средним эффективным давлением Pe, т.е. Pe=Pi-Pm.
Эффективная мощность двигателя Ne=(2/T)*Pe*Vh*ni*10^-3, откуда среднее эффективное давление Pe=10^3*Ne*T/(2Vh*ni).
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 и удельный индикаторный расход топлива
Экономичность действительного рабочего цикла двигателя определяют
индикаторным КПД ni и удельным индикаторным расходом топлива gi.
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, т.е. ni=Qi/Q (а).
Теплота (кВт), эквивалентная индикаторной работе за 1 с, Qi=Ni. Теплота (кВт), затраченная на работу двигателя в течение 1 с, Q=Gт*(Q^p)н, где Gт - расход топлива, кг/с; (Q^p)н - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг. Подставляя значение Qi и Q в равенство (а), получим ni=Ni/Gт*(Q^p)н (1).
Удельный индикаторный расход топлива [кг/кВт*ч] представляет собой
отношение секундного расхода топлива Gт к индикаторной мощности Ni,
т.е. gi=(Gт/Ni)*3600, или [г/(кВт*ч)] gi=(Gт/Ni)*3.6*10^6.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1057; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!