Для предварительного определения мощности двигателя необходимо определить режим работы механизма (см.табл.2.1, 2.2, 2.3). По заданному диапазону регулирования скорости механизма, числу включений в час и другим параметрам выбирается управляющее устройство двигателя и его вид (см. табл. 2.4). Находится расчетная статическая мощность Рст. К статическим нагрузкам относят нагрузки установившегося движения крановых механизмов при подъеме, спуске и перемещении грузов.
Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки при подъеме груза определяется по формуле:
кВт, (2.1)
где Q— масса поднимаемого груза, кг;
q— масса поднимаемого груза ,;крюковой подвески, захвата, спредера, грейфера или грузоподъемного магнита, кг ;
g= 9,81 – ускорение свободного падения кг/м2;
vп — номинальная скорость подъема груза, м/с;
— КПД канатной системы и механизма при подъеме номинального груза;
mп—коэффициент числа механизмов, поднимающих груз.
Для разных кранов коэффициент mппринимает следующие значения:
Крюковой кран с одной лебедкой подъема ………………………………1
Крюковой кран с двумя лебедками подъема и общим грузовым канатом
(контейнерные краны, краны со специальными захватами)……………..2
Крюковой кран с двумя лебедками и двумя независимыми подъемными
канатами и общей траверсой …………..………………………………..1,8
Грейферный кран:
для замыкающей лебедки в процессе замыкания грейфера..…………….1
при подъеме груженого грейфера совместно с замыкающей лебедкой…1,8
Статическая мощность на валу электродвигателя механизма горизонтального передвижения крана (тележки) определяется по следующим формулам (кВт): механизм работает в помещении при отсутствии ветровой нагрузки
(2.2)
где G— масса передвигающегося механизма (крана, тележки), Н;
vг— скорость передвижения груза, м/с;
— КПД механизма;
— коэффициент трения в подшипниках ступиц колес, для подшипников качения=0,015;
Dk— диаметр ходового колеса, м;
dст— диаметр ступицы ходового колеса, м; обычно для расчетов принимаетсяdст/Dk= 0,25;
— коэффициент трения качения,м;
Крб— коэффициент формы ходового колеса, учитывающий трение реборд ходового колеса, Крб= 1,3 -1,4;
mк— число механизмов передвижения;
— уклон рельсового пути тележки или крана, при расчете мостовых кранов принимается=0,003, для строительных кранов= 0,01.
При подстановке в (2.2) приведенных усредненных значений параметров имеем:
,кВт. (2.3)
Механизм работает на открытом воздухе:
,кВт, (2.4)
где WВ— среднее усилие, воздействующее на механизмы крана и груза от ветра. В соответствии с ГОСТ 1451-77 ветровая нагрузка на кранWВопределяется по формуле: WB=pSK;
SK- площадь парусности, м2;
р — давление на конструкции крана и груза, p=qkBCcn1, Па;
q— давление ветра на высоте 10 м,q=ρvB2;
kBC—коэффициент высоты;
c- коэффициент лобового сопротивления;
n1— коэффициент нагрузки;
ρ— плотность воздуха, ρ = 1,225 кг/м3;
vB— скорость ветра у земли, м/с.
Для рабочего состояния кранов, используемых во всех зонах, кроме морских побережий, принимается q=125 Па, соответственно коэффициентыkBC=1,25;c=1;n1= 1. Таким образом, расчетное давление от ветра принимается р = 160 Па.
Площадь парусности крана (тележки) с достаточной точностью можно принять .Площадь парусности груза может быть определена по формуле .
Подстановка значений р и SKв (2.4) дает
. (2.5)
Эта формула может быть использована для определения мощности механизмов кранов любого типа, кроме судовых кранов или кранов, работающих в портах.
Для мостовых кранов грузоподъемностью 5—50 т общего назначения и козловых кранов грузоподъемностью 5—20 т, работающих на открытом воздухе, может быть использована простая, но достаточно верная формула определения мощности статической нагрузки
. (2.6)
Для строительных башенных кранов наибольшая мощность статической нагрузки при скорости ветра 15 м/с может быть определена по формуле
(2.7)
Статическая мощность на валу электродвигателя механизма поворота стрелового крана в общем виде можно найти по формуле
, (2.8)
где G— масса поворотной части крана, кг;
n— частота вращения крана, об/мин;
— коэффициент трения поворотного круга,= 0,01;
Dкр— диаметр поворотного круга, м;
l— вылет стрелы (размер от оси вращения до оси подъемного каната), м;
γ — угол направления ветра к наветренной площади груза; при определении максимальной мощности статической нагрузки принимается sinγ = 1, при определении среднеквадратичной нагрузкиsinγ = 0,8;
β — уклон пути крана, для портальных кранов β = 0,006, для башенных кранов β = 0,01, для судовых кранов β = 0,04;
mВР— число механизмов поворота;
3,2 — коэффициент, учитывающий давление ветра на груз при скорости ветра 15 м/с.
Для механизмов поворота тележек специальных кранов или захватов
, кВт, (2.9)
здесь kn— коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления поворота от уклона тележки на путях,kn= 2,2.
Статическая мощность на валу электродвигателя механизма изменения вылета стрелы в общем виде может быть определена по формуле
, кВт, (2.10)
где G— масса перемещаемых конструкций стреловой части крана, кг;
vс, г — скорость горизонтального перемещения груза, м/с;
vС, В — скорость вертикального перемещения груза, м/с.
Статическая мощность на валу электродвигателя механизмов специальных захватов, толкателей, выдвижных устройств может быть определена по формуле:
, кВт, (2.11)
где Fcp— среднее усилие при перемещении рабочего органа, Н;
v— скорость перемещения, м/с.
При этом Fmaxмеханизма, работающего на упор, должно приниматься не более 2Fcр.
Для рассчитанной статической мощности механизма на первом предварительном по каталогу выбирается электродвигатель. На этом этапе выбор мощности двигателя может выполняться из условия:
Pном≥ Рст/kт, (2.12)
где kт– коэффициент, учитывающий режим работы механизма, вид управляющего устройства и электропривода (табл. 2.5).
Предварительный выбор электродвигателя может выполняться также исходя из расчетной мощности РР:
Рном ≥ РР. (2.13)
Расчетная мощность Рропределяется из условий обеспечения пускового режима [3]. В данном пособии эта методика не рассматривается.
На втором этапе выбранный двигатель проверяется по тепловому режиму для конкретных условий работы.
Таблица 2.1
Характеристика механизмов грузоподъемных машин по группам режима работы
| Группа режима | Характеристика режима | Механизмы |
| 1, 2, 3 | Работа с большими перерывами, редкая работа с номинальным грузом, с малыми скоростями и малым числом включений (до 60 в час) аппаратуры управления и электродвигателей, с малой ПВ относительной продолжительностью включения. | Механизмы вспомогательного назначения: механизмы подъема и передвижения ремонтных кранов, работающих в машинных залах; механизмы передвижения строительных и портальных кранов, мостовых перегружателей и башен кабельных кранов; и другие редко работающие механизмы |
| 4 | Работа с грузами различной массы со средними скоростями, средним числом включений (до 120 в час), средней ПВ | Механизмы подъема и передвижения кранов механических и сборочных цехов заводов со среднесерийным производством; механизмы поворота строительных кранов; механизмы монтажных кранов на строительстве |
| 5 | Постоянная работа с грузами, близкими по массе к номинальным, с высокими скоростями, большим числом включений (до 240 в час), высокой ПВ | Механизмы технологических кранов, цехов и складов на заводах с крупносерийным производством, кранов литейных цехов и механизмы подъема строительных кранов, подъема, поворота и изменения вылета портальных кранов |
| 6 | Постоянная работа с грузами номинальной массы с высокими скоростями, большим числом включений (до 600 в час), высокой ПВ | Механизмы технологических кранов металлургического производства; механизмы подъема и передвижения тележек рудных и угольных перегружателей; механизмы грейферных, магнитных и складских кранов металлургических заводов; механизмы подъема, поворота и изменения вылета грейферных портальных кранов |
| Примечание. Режим работы крана в целом и основных металлоконструкций крана определяется режимом работы механизма главного подъема. | ||
Таблица 2.2
Соответствие групп режима работы механизмов
| Группа режима работы механизмов по ГОСТ 25835 – 83 | 1М | 2М, 3М | 4М | 5М | 6М |
| Режим работы согласно Правилам Госгортехнадзора | Ручной | Л | С | Т | ВТ |
Таблица 2.3
Различные режимы работы электрооборудования
| Режим работы | Коэффициент использования | ПВ,% | Число включений в час | Температура окруж. среды, ºС | ||
| по грузоподъемности Кгр | по времени | |||||
| в течение года Кг | в течение суток Кс | |||||
| Легкий (Л) | 1,00 — 0,75 0,50 0,25 0,10 | Нерегулярная редкая работа | 60 | 25 | ||
| 0,25 0,50 1,00 | 0,33 0,67 1,00 | 15 15 25 | ||||
| Средний (С) | 1,00 0,75 0,50 0,25 0,10 | 1,00 0,50 0,50 1,00 1,00 | 0,67 0,33 0,67 1,00 1,00 | 15 25 25 40 60 | 120 | 25 |
| Тяжелый (Т) | 1,00 1,00 0,75 0,50 0,25 | 1,00 1,00 0,75 1,00 1,00 | 0,67 0,33 0,67 1,00 1,00 | 25 40 40 40 60 | 240 | 25 |
| Весьма тяжелый (ВТ) | 0,75 0,50 0,25 0,10 | 1,00 | 1,00 | 40 60 60 60 60 | 300– 600 | 45 25 45 45 45 |
| П р и м е ч а н и е. При повышении указанных показателей электрооборудование должно быть отнесено к группе более тяжелого режима работы. | ||||||
Таблица 2.4
Технические данные электропривода с управляющими устройствам
| Виды электропривода с управляющими устройствами | Мощ-ность, кВт | Диапазон регулирования скорости: | Число включений | Режим работы меха-низма | ||||
| ниже nНОМ | выше nНОМ | допуст в час | до кап-ремонта | |||||
| Асинхронный двигатель с фазным ротором | Кулачковый контроллер | 2–30 | 1 : 3 | — | 120 | 0,3·106 | Л, С | |
| Магнитный контроллер | 2–180 | 1 : 5 (1 : 8) | — | 600 | 600·106 | С, Т, ВТ | ||
| Тиристорн. преобразователь напряжения | 2–180 | 1 : 10 | — | 600 | 10·106 | Т, ВТ | ||
| Асинхронный двигатель с КЗ ротором | односкоростной | Кулачковый контроллер; магнитный пускатель | 2–15 | 1 : 1 | — | 120 | 0,3·106 | Л, С |
| Тиристорн. преобразователь частоты | 20–100 | 1 : 10 | 2 : 1 | 1200 | 20·106 | ВТ | ||
| Двух - | Магнитный контроллер | 2–40 | 1 : 6 | — | 300 | (0,3÷10) ·106 | Т, ВТ | |
| Тиристорн. преобразователь частоты | 2–80 | 1 : 8 (1 : 60) | — | 600 | 106 | Т, ВТ | ||
| Электродвигатель постоянного тока | Кулачковый контроллер | 3–15 | 1 : 4 | 2 : 1 | 120 | 0,3·106 | Л, С | |
| Магнитный контроллер | 3–150 | 1 : 6 | 2,5 : 1 | 600 | 106 | С, Т, ВТ | ||
| Система генератор–двигатель | 20–180 | 1 : 10 | 2,5 : 1 | 1200 | 2,0·106 | Т, ВТ | ||
| Система управляе-мый выпрямитель–двигатель | 50–300 | 1 : 10 | 2,5 : 1 | 1200 | (10÷20) · ·106 | Т, ВТ | ||
studfiles.net
Категория:
Тракторы
Понятие о мощности и топливнои экономичности тракторного двигателяЧтобы знать о возможности трактора производить работу, а также о потреблении энергии, пользуются понятием мощности.
Мощность — это работа, совершенная в единицу времени. Различают индикаторную и эффективную мощность, развиваемую двигателями внутреннего сгорания.
Индикаторной мощностью, называют работу газов, совершаемую в цилиндрах двигателя в единицу времени. Примерно 1/5 индикаторной мощности затрачивается внутри двигателя во время его работы на преодоление трения между поршнями и поршневыми кольцами о стенки цилиндров, трения в подшипниках, трения в газораспределительном механизме и в других механизмах, а также на привод в действие топливного, масляного и водяного насосов, вентилятора, генератора, магнето, распределителя и других вспомогательных механизмов. Эта мощность, затрачиваемая внутри двигателя, называется мощностью механических потерь Nu.
Мощность двигателя зависит от количества топлива, подаваемого в его цилиндры, и частоты вращения коленчатого вала. С изменением этих показателей изменяется и мощность двигателя.
Эффективная мощность двигателя зависит от нагрузки. При работе двигателя вхолостую (без нагрузки), например, при остановленном тракторе эффективная мощность равна нулю. Для получения максимальной мощности двигателя необходим максимальный массовый или объемный расход топлива в единицу времени (кг/ч или л/ч). Для практических расчетов используют эффективную мощность полнокомплектного тракторного дизеля, которую называют эксплуатационной мощностью.
Номинальные (расчетные) значения эксплуатационной мощности дизеля конкретной марки приведены предприятием-изготовителем в техническом описании и инструкции по эксплуатации трактора соответствующей марки.
Читать далее: Кривошипно-шатунный механизм двигателя трактора
Категория: - Тракторы
stroy-technics.ru
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению. Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что в условиях эксплуатации сначала снижают подачу топлива до достижения минимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя. Затем мгновенно увеличивают подачу топлива до заданной величины, соответствующей заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя, и фиксируют рейку топливного насоса в этом положении. После этого измеряют ускорение коленчатого вала двигателя и освобождают рейку. Крутящий момент определяют по произведению значения ускорения на приведенный момент инерции. Мощность вычисляют путем умножения крутящего момента двигателя на заданную частоту вращения коленчатого вала двигателя. Способ позволяет повысить точность определения мощности двигателя за счет устранения колебаний рейки топливного насоса.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному приборостроению.
Известен способ определения мощности двигателя путем измерения величины крутящего момента, определяемого произведением значения ускорения разгона на приведенный момент инерции двигателя, при котором с целью одновременного определения основных показателей, влияющих на величину мощности, отключают подачу топлива у работающего двигателя, а в момент достижения пусковых оборотов увеличивают ее до максимального значения и в процессе разгона измеряют величину угловых ускорений, сравнивают их с известными зависимостями углового ускорения разгона от числа оборотов, соответствующих определенному техническому состоянию, и по величинам, получаемым в результате сравнения, судят о влиянии на величину мощности показателей /1/.
Недостатком данного способа является низкая точность измерения из-за того, что процесс разгона происходит очень быстро, на подачу топлива влияют колебания рейки топливного насоса под действием сил инерции и силы сжатия пружины регулятора.
Известен способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания, в котором с целью повышения точности измерения, отключение подачи топлива осуществляется при работе двигателя на максимальных оборотах холостого хода и в процессе выбега измеряют величины параметров, определяющих индикаторное ускорение /2/.
Недостатком данного способа является неудобство, связанное с отключением подачи топлива в процессе работы двигателя, низкая точность измерения, в результате колебания рейки топливного насоса под действием сил инерции и силы сжатия пружины регулятора.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что в условиях эксплуатации при минимальных оборотах холостого хода двигателя мгновенно увеличивают подачу топлива до максимального значения и по достижении номинальных оборотов измеряют ускорение коленчатого вала с тем, чтобы по произведению значения ускорения на приведенный момент инерции двигателя, судить о крутящем моменте и, соответственно, о мощности /3/.
Недостатком данного способа являются инерционные колебания рейки топливного насоса под действием сил инерции и силы сжатия пружины регулятора, в результате чего снижается точность измерения, так как мгновенно увеличивают подачу топлива.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения точности определения мощности двигателя внутреннего сгорания.
Для достижения поставленной задачи в предлагаемом способе - определения мощности двигателя внутреннего сгорания, заключающемся в том, что в условиях эксплуатации при минимальных оборотах холостого хода двигателя рейку топливного насоса фиксируют в положении, соответствующем заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя, и при достижении этой величины производят измерение углового ускорения коленчатого вала двигателя с тем, чтобы по произведению значения ускорения на приведенный момент инерции двигателя определить крутящий момент двигателя при заданном режиме, и мощность умножением крутящего момента на заданную частоту вращения коленчатого вала двигателя.
Способ осуществляется следующим образом: в условиях эксплуатации, за счет снижения подачи топлива достигают минимальной частоты вращения холстого хода коленчатого вала двигателя, затем мгновенно увеличивают подачу топлива до заданной, соответствующей заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя, и фиксируют рейку топливного насоса в этом положении до достижения заданной частоты вращения коленчатого вала двигателя. При достижении заданной частоты вращения производят измерение ускорения коленчатого вала двигателя и освобождают рейку. Крутящий момент двигателя при заданном режиме определяют по произведению значения ускорения на приведенный момент инерции, а мощность умножением крутящего момента двигателя на заданную частоту вращения коленчатого вала двигателя.
Источники информации
1. АС СССР 391427, БИ №31, 1973 г.
2. АС СССР 877369, БИ №40, 1981 г.
3. AC СССР 243999, БИ №17, 1969 г. - прототип
Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что в условиях эксплуатации при минимальных оборотах холостого хода двигателя мгновенно увеличивают подачу топлива до максимального значения и по достижении номинальных оборотов измеряют ускорение коленчатого вала, отличающийся тем, что рейку топливного насоса фиксируют в положении, соответствующем заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя, и при достижении этой величины производят измерение углового ускорения коленчатого вала двигателя с тем, чтобы по произведению значения ускорения на приведенный момент инерции двигателя определить крутящий момент двигателя при заданном режиме и мощность умножением крутящего момента на заданную частоту вращения коленчатого вала двигателя.
www.findpatent.ru
Если сила, действуя на какое-либо тело, перемещает его, то говорят, что сила совершает работу. Работа есть величина, измеряемая произведением силы (в кг) на путь (в м) перемещения тела по направлению силы. Единицей работы является килограммометр (кгм).
Газы, приводя в движение поршень, также совершают работу. При это переменное давление газов на поршень во время рабочего хода может произвести такую же работу, как некоторое постоянное давление, действующее на протяжении всего рабочего хода. Очевидно, что это условное постоянное давление будет значительно меньше максимального давления при вспышке (30-40 кг/см2 для карбюраторного двигателя), но больше минимального к концу рабочего хода (3-5 кг/см2).
Однако часть работы, производимой газами в течение рабочего хода, затрачивается на совершение вспомогательных тактов, главным образом такта сжатия. Поэтому полезная работа за весь цикл будет меньше работы за один рабочий ход на величину этих затрат.
Условное постоянное давление, которое может на протяжении рабочего хода произвести работу, равную полезной работе за весь рабочий цикл, называется средним индикаторным давлением. У автомобильных двигателей среднее индикаторное давление колеблется в пределах 8-12 кг/см2 (при наибольшем поступлении горючей смеси в цилиндры).
Следовательно, для определения работы, производимой данным двигателем за один рабочий цикл, нужно, зная среднее индикаторное давление газов, подсчитать силу давления газов на поршень (в кг) и умножить ее на длину хода поршня (в м). Работа, производимая двигателем в единицу времени - 1 секунду, называется мощностью двигателя.
Единицей мощности служит килограммометр в секунду (кгм/сек) или условная единица - лошадиная сила, равная 75 кгм/сек.
Для того чтобы уяснить, от чего зависит мощность двигателя, произведем примерный подсчет мощности одноцилиндрового четырехтактного двигателя, имеющего следующие данные: диаметр поршня 80 мм, ход поршня 100 мм, число оборотов вала двигателя 3600 в минуту, среднее индикаторное давление газов 8 кг/см2. Силу давления газов, воспринимаемую поршнем, можно определить, вычислив площадь днища поршня в квадратных сантиметрах и умножив эту величину на среднее индикаторное давление газов (8 кг/см2).
Днище поршня представляет собой круг, площадь которого равна постоянному числу 3,14 (П), умноженному на радиус в квадрате (R2). Радиус равен половине диаметра, т. е. в рассматриваемом случае 40 мм (80 : 2), или 4 см.
Следовательно, площадь днища поршня в этом случае будет равна
3,14 X 42 = 50,24 см2, или, округленно, 50 см2.Отсюда полное давление газов, действующее на поршень, составит
8 кг/см2 X 50 см2 = 400 кг.Следовательно, работа, произведенная поршнем за каждый рабочий цикл при ходе поршня 100 мм, или 0,1 м, будет равна
400 кг X 0,1 м = 40 кгм.Так как рабочий цикл четырехтактного двигателя совершается за два оборота коленчатого вала, число рабочих циклов при 3600 об/мин составит
3600 : 2 = 1800 в минуту, а в секунду 1800 : 60 = 30 рабочих циклов.Отсюда мощность двигателя будет равна
40 кгм X 30 = 1200 кгм/сек,или
1200 : 75 = 16 л.с.Мощность, развиваемая газами внутри цилиндров двигателя, называется индикаторной мощностью и определяется по индикаторной диаграмме, снимаемой с двигателя автоматическим прибором - индикатором.
Площадь индикаторной диаграммы пропорциональна работе газов за рабочий цикл.
Часть индикаторной мощности тратится на преодоление трения в двигателе (между подшипниками и шейками коленчатого вала, поршнями и стенками цилиндров и т. д.) и привод вспомогательных механизмов (подъем клапанов, привод насосов систем охлаждения и смазки, приборов электрооборудования и т. д.).
Поэтому эффективная мощность, т. е. мощность, развиваемая на коленчатом валу двигателя, в зависимости от режима работы двигателя будет меньше индикаторной мощности на 10-20%. При этом условии эффективная мощность указанного в примере, двигателя составит около 13-14 л. с.
Очевидно, мощность многоцилиндрового двигателя равна мощности одноцилиндрового двигателя, умноженной на число цилиндров.
Как видно из приведенного выше примера, мощность двигателя зависит от диаметра и величины хода поршня, среднего индикаторного давления газов, числа оборотов коленчатого вала двигателя в единицу времени.
Однако мощность двигателя возрастает с увеличением числа оборотов коленчатого вала только до определенной величины, зависящей от конструктивных особенностей двигателя. Это объясняется тем, что с увеличением числа оборотов резко возрастают механические потери на трение и уменьшается среднее индикаторное давление, так как ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью. Наполнение цилиндров уменьшается потому, что увеличивается сопротивление прохождению смеси в клапанах (гидравлические потери) и сокращается продолжительность открытия впускного клапана.
Две параллельные и равные силы, направленные в противоположные стороны и действующие в одной плоскости, называются парой сил.
Под действием пары сил тело не остается в покое, а вращается. Такой случай мы имеем при вращении водителем рулевого колеса; усилие рук водителя создает пару сил (рис. 19).
Рис. 19 - Схема действия пары силДействие пары сил на тело зависит от величины этих сил и расстояния между точками их приложения, называемого плечом пары. Величина пары характеризуется ее моментом, т. е. произведением одной из сил в килограммах на плечо в метрах. Если, например, сила, с какой каждая рука водителя действует на рулевое колесо, равна 5 кг, а плечо пары составляет 0,4 м, то момент, вызывающий вращение рулевого колеса, будет равен 2 кгм. Этот момент называется крутящим (вращающим) моментом.
Во время рабочего хода в кривошипно-шатунном механизме также возникает пара сил, вызывающая вращение коленчатого вала.
Давление газов на поршень, передаваемое через шатун на кривошип коленчатого вала, создает силу Р (рис. 20, слева).
Рис. 20 - Схема пары сил, приложенной к коленчатому валуНо всякая сила вызывает (по закону равенства действия и противодействия) равную себе, но действующую в противоположном направлении, реактивную силу, или реакцию.
Другой силой пары будет реакция Р, являющаяся силой сопротивления вращению коленчатого вала, вследствие трения в опорных подшипниках.
При положении поршня в верхней мертвой точке (рис. 20, справа) плечо пары, а следовательно, и крутящий момент равны нулю - поршень из этого "мертвого" положения выводится маховиком. По мере движения поршня во время рабочего хода меняются и сила, и плечо пары, соответственно с чем изменяется и крутящий момент. Изменения величины крутящего момента сглаживают применением маховика и увеличением числа цилиндров двигателя.
Крутящий момент, развиваемый двигателем, определяется при помощи специальных испытательных установок и характеризует работу, совершаемую двигателем за один оборот коленчатого вала. Зная величину крутящего момента и соответствующее ему число оборотов коленчатого вала двигателя, можно определить эффективную мощность двигателя.
Числа оборотов коленчатого вала, соответствующие максимальному крутящему моменту и максимальной мощности двигателя, не совпадают. Если максимальную мощность двигатель развивает обычно при 2800-3600 об/мин, то максимальный крутящий момент он развивает примерно при 1400-2000 об/мин. При 1400- 2000 об/мин, если дроссельная заслонка карбюратора открыта полностью, происходит наибольшая подача горючей смеси в цилиндры, среднее индикаторное давление газов достигает максимальной величины, а поэтому и крутящий момент оказывается наибольшим.
Экономичность двигателя характеризуется удельным расходом горючего, т. е. часовым расходом горючего, приходящимся на одну лошадиную силу эффективной мощности, развиваемой двигателем на определенном режиме работы.
Например, двигатель развивает эффективную мощность в 50 л. с. и расходует при этом в час 11 кг горючего. Следовательно, удельный расход горючего будет
11 : 50 = 0,22 кг/л. с. ч.Экономичность двигателя зависит от его конструктивных данных (в частности, от степени сжатия), режима работы и эксплуатационных условий (изношенность цилиндров и поршней, тепловое состояние двигателя, состав смеси, момент зажигания ее, дорожные условия и пр.).
dima23390.narod.ru
Мощность двигателя, необходимую для движения АТС с максимальной скоростью , кВт, определяют по формуле:
, (3.1)
где – ускорение свободного падения, м/с2; – коэффициент сопротивления качению; – максимальная скорость движения АТС, м/с.
Ускорение свободного падения g = 9,81 м/с2 [2].
Коэффициент сопротивления качению при движении с максимальной скоростью ( >15 м/с) определяют по формуле:
, (3.2)
где – коэффициент сопротивления качению для скоростей движения, для легкового автомобиля = 0,015 [2].
Nv=63,56кВт.
3.1.2 Определение максимальной эффективной мощности
Максимальную эффективную мощность двигателя , кВт, рассчитывают по формуле:
, (3.3)
где а, b, c – коэффициенты Лейдермана, зависящие от типа и конструкции двигателя; – отношение частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости к частоте при максимальной мощности.
Запас крутящего момента определяют по формуле:
, (3.4)
где – коэффициент приспосабливаемости двигателя по моменту.
Коэффициент приспосабливаемости двигателя по моменту рассчитывают по формуле:
, (3.5)
где – максимальный крутящий момент двигателя, Н×м; – крутящий момент двигателя при максимальной мощности, Н×м.
Так как для двигателя проектируемого АТС значения этих параметров неизвестны, предлагается воспользоваться имеющимися данными для бензиновых двигателей = 1,10 1,35 [1]. Принимаем Км = 1,15 [1].
Мз = (1,15-1).100 = 15%
Коэффициенты Лейдермана а, b, с для двигателей без ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала (малофорсированные бензиновые двигатели) определяют по формулам
; (3.6)
; (3.7)
, (3.8)
а = 2-25/15 = 0,55
b = 50/15 – 1 = 1,8
с = 25/15 = 1,35
После определения коэффициентов Лейдермана полученные значения необходимо проверить на соответствие условию:
a + b - c = 1 (*)
0,55 + 1,8 – 1,35 = 1
Условие (*) выполняется
кВт
Определение текущих значений мощности
Текущее значение мощности , кВт, определяют по формуле
, (3.9)
где – текущее значение частоты вращения коленчатого вала, об/мин.
Определение текущих значений крутящего момента
Текущее значение крутящего момента , Н×м, определяют по формуле:
, (3.10)
Построение внешней скоростной характеристики двигателя
Результаты расчетов по формулам (3.9), (3.10) сводят в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Внешняя скоростная характеристика
| Параметр, размерность | ne, об/мин | |||||||||||
| Ne, кВт | 4,6 | 11,1 | 18,8 | 27,2 | 35,9 | 44,3 | 51,9 | 58,2 | 62,6 | 64,6 | 63,7 | 59,4 |
| Mе, Нм | 96,0 | 114,7 | 129,8 | 141,3 | 149,1 | 153,4 | 154,0 | 150,9 | 144,3 | 134,1 | 120,2 | 102,7 |
По данным таблицы 3.1 строят внешнюю скоростную характеристику (рисунок 3.1).
Минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала для современных двигателей = 400 1000 об/мин [3], поэтому при расчете и построении внешней скоростной характеристики двигателя заданного АТС > 400 об/мин.
На рисунке 3.1 показывают следующие характерные точки:
· максимальную эффективную мощность двигателя и соответствующую ей частоту вращения коленчатого вала с указанием числовых значений и размерности;
· максимальный крутящий момент двигателя и соответствующую ему частоту вращения коленчатого вала с указанием числовых значений и размерности;
· минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала.
Ветви внешней скоростной характеристики после срабатывания ограничителя показывают штриховой линией.
megaobuchalka.ru
Cтраница 1
Определение эффективной мощности двигателя в лабораторных условиях или при стендовых испытаниях производят с помощью специальных тормозных устройств - механических, гидравлических или электрических. [1]
Определение эффективной мощности двигателя на балансирном станке производится по числу оборотов и по моменту, стремящемуся повернуть рамку станка вместе с укрепленным на ней двигателем в сторону, противоположную вращению вала. [2]
Определение эффективной мощности двигателей производится на испытательных стендах различной конструкции ( электрических, гидравлических) путем замера крутящего момента, развиваемого двигателем, и числа оборотов, соответствующего этому крутящему моменту. [3]
Определение эффективной мощности двигателя является одной из основных задач испытаний. Большинство других величин и параметров, измеряемых при испытаниях, в конечном итоге, оцениваются в зависимости от характера их влияния на мощность и экономичность двигателя. [4]
Определение эффективной мощности двигателя по показаниям электрических приборов щита управления следующее. [5]
Обычно определение эффективной мощности двигателя производят экспериментальным путем на тормозном стенде. [7]
Таким образом, для определения эффективной мощности двигателей необходимо измерять его крутящий момент и число оборотов вала в минуту. [9]
Для получения наиболее правильных результатов определения эффективной мощности двигателя необходимо коэффициент полезного действия генератора брать по данным ( кривая для различных нагрузок) завода-изготовителя или же по результатам испытания генератора. [10]
Так называются приборы, употребляемые для определения эффективной мощности двигателя. Назначением их является: 1) создание на валу испытываемого двигателя противодействующего тормозного момента и 2) измерение величины этого момента при различных режимах работы двигателя, начиная от максимальной мощности до мощности холостого хода и от максимальных оборотов до минимальных. [11]
Многоцилиндровые двигатели обычно бывают с двухрядным расположением цилиндров - поровну в каждом ряду. Чтобы упростить формулу для определения эффективной мощности двигателя парциальным методом, величину п целесообразно принять равной половине числа цилиндров двигателя. [12]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
