Cтраница 1
Среднее эффективное давление характеризует напряженность рабочего цикла в зависимости от ряда факторов, среди которых основными являются степень сжатия, состав горючей смеси, наполнение и механические потери двигателя. [1]
Среднее эффективное давление как разность р - - р м с повышением оборотов вначале также повышается и достигает максимума при числе оборотов п2; затем оно снижается и при Р1рм обращается в нуль. [2]
Среднее эффективное давление /, соответствует эффективной работе, отнесенной к единице рабочего объема двигателя, и является основным его эффективным показателем. [3]
Среднее эффективное давление определяв. [4]
Среднее эффективное давление зависит от вида применяемого топлива, которое определяет допустимую степень сжатия двигателя при бездетонационной работе. [5]
Средние эффективные давления реМ и peN, соответствующие максимальному крутящему моменту и максимальной мощности двигателя, так же как и литровая Л / л и поршневая Nn мощности двигателя, являются параметрами, характеризующими степень совершенства рабочего процесса двигателя и в известной мере совершенство его конструкции. Величины ре м и ре N могут быть определены либо путем проведения теплового расчета, либо намечены на основании данных испытаний успешно работающих двигателей, подобных проектируемому. В основном для увеличения среднего эффективного давления автомобильных и тракторных двигателей применяют следующие способы: повышение степени сжатия и применение обогащенных смесей ( в карбюраторных двигателях), увеличение коэффициента наполнения, снижение механических потерь, наддув, улучшение рабочего процесса в целом. Увеличение ре за счет повышения степени сжатия, а также за счет наддува сопровождается в карбюраторных двигателях значительным повышением давления рг конца сгорания и, следовательно, значительным увеличением нагрузки на детали двигателя. [6]
Среднее эффективное давление pepir M Pi-рм; следовательно, эффективная мощность двигателя может быть изменена путем увеличения или уменьшения среднего индикаторного давления. [7]
Среднее эффективное давление ре представляет собой отношение эффективной работы на валу двигателя к единице рабочего объема цилиндра. [8]
Среднее эффективное давление дпзелей с воздушным охлаждением бывает примерно на 10 % ниже, что объясняется несколько меньшим коэффициентом наполнения. Массовые показатели - удельная и литровая массы - дизелей с воздушным охлаждением практически не отличаются от этих показателей для дизелей с жидкостным охлаждением. [9]
Среднее эффективное давление ре является достаточно динамичным параметром, численное значение которого значительно возросло за последние 10 - 15 лет. [10]
Среднее эффективное давление двигателя соответствует давлению лучших образцов тепловозных двигателей. [11]
Среднее эффективное давление ре представляет собой отношение эффективной работы на валу двигателя к единице рабочего объема цилиндра. [12]
Кривые средних эффективных давлений - Pef ( n) и удельных расходов топлива gf ( n), приведенные на фиг. [13]
Каково среднее эффективное давление при работе шестнадцатицилиндрового двухтактного дизеля 16ДН23 / 30 эффективной мощностью 2 200 кет, если частота вращения вала 850 об / мин, диаметр цилиндра 230 мм, ход поршня 300 мм. [14]
Каково среднее эффективное давление при работе шестнадцатицилиндрового двухтактного дизеля 16ДН23 / 30 с эффективной мощностью 3000 кВт, если частота вращения вала 850 об / мин, диаметр цилиндра 230 мм, ход поршня 300 мм. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Часть полезного индикаторного давления расходуется на преодоление механических потерь внутри двигателя. Механические потери носят периодический характер и плохо поддаются расчёту. Поэтому, по аналогии со средним индикаторным давлением, введено понятие среднего давления механических потерь.
Среднее давление механических потерь рмопределяется приближенно по эмпирическим формулам:
рм = 0,089+0,0118 . Wп = 0,0937 МПа
Средняя скорость поршня Wппринимается по прототипу и определяется по выражению:Wп=S . nн/30=140*1700/30=7933.3 , (м/с), гдеS– ход поршня в метрах.
ре = рi - pм =0,7-0,093=0,607 МПа;ηм=
=0.8
ηе=ηi . ηм= 0,28 gе=3600/(Qн . ηе)=302 ,Г/(кВт/ч),
Значения эффективных показателей автомобильных и тракторных двигателей при работе на полной нагрузке даны в табл.5.
Таблица 5
| Тип двигателя | ре , МПа | ηм | ηе | gе , г/квт.ч |
| Дизели без наддува | 0,5…0,85 | 0,75…0,82 | 0,3…0,4 | 210…280 |
| Двигатели с наддувом | До 1,75 | 0,8…0,9 | 0,31…0,42 | 200…270 |
| Бензиновые двигатели | 0,6…1,1 | 0,75…0,85 | 0,25…0,33 | 250…330 |
Предварительно задаются отношением хода поршня к диаметру цилиндра 
. Чаще всего его берут таким, как для конструктивного прототипа. Для определения рабочего объема цилиндраVhиспользуют формулу мощности, из которой следует
Где τ – коэффициент тактности двигателяτ = 4;
i– число цилиндров;
Nе– эффективная мощность двигателя, кВт *;
n– частота вращения коленчатого вала двигателя;
ре– среднее эффективное давление, МПа.
* При расчете дизеля в формулу подставляется номинальная заданная мощность Nн и номинальная частота вращения вала двигателяnн; при расчете бензинового двигателя – максимальная заданная мощностьNmaxи соответствующая ей частота вращения вала двигателяnN.
После этого должны быть определены диаметр цилиндра Dи ход поршняS.
, мм ; 
, мм
Полученные значения DиSобычно округляют до четных чисел, нуля или пяти. По окончательно принятым значениямDиSопределяют номинальную (максимальную) мощность двигателя
Полученное значение мощности не должно расходиться с заданным или определенным при тяговом расчете трактора (автомобиля) более чем на 5%. В этом случае дальнейшие расчеты ведут на заданную мощность и принятые DиS. Если расхождение очень велико (более 5%), то следует проверить, нет ли ошибки в вычислениях, а затем уже провести уточнение значенийDиS, изменив одно из них или оба. Следует также проверить величину средней скорости поршня, и если найденное значениеWпимеет отклонение больше, чем на ±0,5м/с от принятого при определениирм,то необходимо произвести повторный расчет всех эффективных показателей двигателя, диаметра и хода поршня. Затем определяют литровую мощность двигателя. Результаты расчетов помещают в таблицу 6 и выполняют краткий анализ соответствия полученных значений показателей проектируемого двигателя показателям современных двигателей (таблица 12). Должны быть указаны основные причины отклонений полученных значений для проектируемого двигателя от показателей работы двигателя, принятого за прототип.
Таблица 6.
Основные показатели двигателя.
| Двигатель | Nн , кВт | nн мин -1 | ε | D мм | S мм | | ре МПа | ηе | gе, г/квт.ч | Nл , кВт/л |
| Проектируемый | 62 | 1700 | 17 | 130 | 150 | 9,8 | 0.56 | 0,28 | 302 | 15,5 |
| Модель прототипа ДТ-75 | 55.16 | 1700 | 17 | 120 | 140 | 10 | 0.615 | 0,35 | 266 | 13,79 |
studfiles.net
| Тип двигателя | pe, МПа |
| четырехтактные карбюраторные двигатели | 0,6–1,1 |
| четырехтактные карбюраторные двигатели форсированные | до 1,3 |
| двигатели с электронным впрыском | 0,85–1,3 |
| четырехтактные дизели без наддува | 0,65–0,85 |
| четырехтактные дизели с наддувом | до 2,0 |
| двухтактные быстроходные дизели | 0,4–0,75 |
| газовые двигатели | 0,5–0,75 |
С ростом среднего эффективного давления улучшаются условия использования рабочего объема цилиндра, что дает возможность создавать более легкие и компактные двигатели.
5. Определяется механический КПД – отношение среднего эффективного давления к индикаторному
 .
| (10.11) |
С увеличением потерь в двигателе механический КПД уменьшается. При снижении нагрузки в карбюраторном двигателе значительно возрастает pм из-за увеличения потерь на газообмен. При холостом ходе pi=pм и ηм=0.
Величина механического КПД возрастает с уменьшением потерь на трение и на привод вспомогательных механизмов, а также с увеличением нагрузки до определенных пределов.
Пределы значений механического КПД различных типов двигателей, работающих на номинальном режиме, приведены в табл. 10.3.
Таблица 10.3
Механический КПД двигателей различного типа
| Тип двигателя | ηм |
| бензиновые двигатели | 0,75–0,92 |
| четырехтактные дизели без наддува | 0,70–0,82 |
| четырехтактные дизели с наддувом (без учета потерь мощности на нагнетатель) | 0,80–0,90 |
| двухтактные быстроходные дизели | 0,70–0,85 |
| газовые двигатели | 0,75–0,85 |
6. Определяется эффективный КПД, который характеризует экономичность работы двигателя и представляет собой отношение количества теплоты, эквивалентной полезной работе на валу двигателя, к общему количеству теплоты, внесенной в двигатель с топливом. Этот показатель характеризует степень использования теплоты топлива в двигателе с учетом всех потерь – тепловых и механических.
Эффективный КПД может быть определен по формуле
 .
| (10.12) |
Значения эффективного КПД для различных типов двигателей при работе их на номинальном режиме приведены в табл. 10.4.
Таблица 10.4
Эффективный КПД двигателей различного типа
| Тип двигателя | ηe |
| бензиновые двигатели | 0,25–0,38 |
| дизели без наддува | 0,35–0,42 |
| дизели с наддувом | 0,38–0,43 |
Более высокие значения эффективного КПД у дизелей по сравнению с бензиновыми двигателями объясняются более полным сгоранием в дизелях топлива, вследствие более высоких значений коэффициента расхода воздуха.
7. Эффективный удельный расход топлива также является характеристикой экономичности работы двигателя.
Эффективный удельный расход жидкого топлива определяется по формуле, г/(кВт·ч)
 .
| (10.13) |
Эффективный удельный расход газового топлива, м3/(кВт·ч)
 ,
| (10.14) |
а удельный расход теплоты на единицу эффективной мощности, МДж/(кВт·ч)
 .
| (10.15) |
Значения эффективного удельного расхода топлива для различных типов автомобильных и тракторных двигателей при их номинальной нагрузке приведены в табл. 10.5.
Таблица 10.5
cyberpedia.su
Cтраница 3
На малых оборотах среднее эффективное давление в цилиндрах двигателя невелико, так как сгорание топлива протекает медленно и сопровождается большой теплоотдачей в охлаждающую воду. Поэтому при малых оборотах мощность двигателя также невелика. По мере увеличения числа оборотов вала среднее эффективное давление увеличивается за счет улучшения условий сгорания смеси, и кривая мощности круто поднимается вверх. Однако этот рост по мере дальнейшего увеличения числа оборотов начинает замедляться вследствие уменьшения среднего эффективного давления за счет уменьшения коэффициента наполнения и увеличения механических потерь. При некотором числе оборотов лн кривая мощности достигает своего максимума, а затем начинает падать, так как уменьшение среднего эффективного давления начинает оказывать большее влияние, чем увеличение числа оборотов вала. [31]
Двухтактные дизели имеют среднее эффективное давление ре в пределах 6 2 - 9 3 кгс / см2, которое в значительной степени определяет тепловую напряженность поршня. Если эту величину для четырехтактных дизелей отнести на два оборота вала, то будет видно, что наиболее форсированные из них ( ре 16 8 - - 18 4 кгс / см.) приближаются по тепловой напряженности к двухтактным дизелям 10Д100 и 11Д45, а дизели 2Д100 и GMC - 567C близки по напряженности к четырехтактному дизелю MD-870 с охлаждаемыми поршнями. [32]
Приводится влияние величины среднего эффективного давления и продолжительности работы двигателя типа Дизеля на образование углеродистых осадков в смазочном масле. [33]
Для приближенного определения максимального среднего эффективного давления р -, и минимального удельного расхода ge бензина можно использовать эмпирические зависимости, которые были ранее приведены в гл. [35]
Величина ре называется средним эффективным давлением и представляет собой часть среднего индикаторного давления, пропорциональную полезной ( эффективной) мощности двигателя. Соответственно рт - среднее давление трения - часть индикаторного давления, пропорциональная мощности трения. [36]
Произведение ЦМР называется средним эффективным давлением и обозначается че-рез ре. [38]
При дальнейших попытках повысить среднее эффективное давление и число оборотов, а также при попытках снизить удельный расход топлива ( например, путем введения непосредственного впрыска топлива в цилиндры двигателей с зажиганием от электрической искры, что связано с увеличением теплового напряжения цилиндров и поршней), основными являются требования к конструктивному выполнению системы продувки. [39]
Наиболее действенным средством повышения среднего эффективного давления является наддув двигателя. При этом способе повышения мощности двигателя достигается увеличение удельного веса ( плотности) газовоздушной смеси тсм посредством специального агрегата - нагнетателя. Наддув двигателя может быть осуществлен как с изменением степени сжатия, так и без изменения ее. [40]
Для вычисления порядка величины среднего эффективного давления, испытываемого ( и развиваемого) смазочной прослойкой под алмазным острием, учтем, что удельное давление, развиваемое пленкой, должно быстро падать с ее толщиной. [41]
Крутящий момент двигателя пропорционален среднему эффективному давлению. [42]
При форсировании дизеля по среднему эффективному давлению pff с сохранением диаметра поршня возрастают величины ГГР и а. Учитывая это и данные рис. 96, а, следует считать, что для форсирования тепловозного дизеля по мощности более предпочтительно повышение ре, чем увеличение диаметра цилиндра. При увеличении диаметра повышаются не только температуры ( см. рис. 96, а) и термические напряжения [ см. формулу ( 53) ], но и напряжения от сил давления газов. [44]
Крутящий момент двигателя пропорционален среднему эффективному давлению. [45]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Эффективные показатели двигателя
Эффективными показателями называют величины, характеризующие работу двигателя, снимаемые с его вала и полезно используемые.
Полезная или эффективная работа за один цикл
Le=Li-LМП,
где LМП–работа механических потерь.
Среднее эффективное давление Ре представляет собой отношение эффективной работы на валу двигателя к единице рабочего объема
или Ре= Рi-РМП
С ростом Реулучшаются условия использования рабочего объема цилиндра, что дает возможность создавать более легкие и компактные двигатели. Длительное время при создании автотракторных двигателей отмечалась тенденция к постоянному росту Ре. Однако в последнее время тенденции резко изменились в связи с постоянно растущими требованиями к токсичности отработавших газов. Поэтому для современных ДВС характерно сохранение или даже некоторое снижение Репри резком улучшении экологических показателей за счет лучшей организации рабочего процесса и совершенства конструкции систем питания.
Полезная работа, полученная на валу двигателя в единицу времени называется эффективной мощностью
Ne=Ni-NМП=
Литровой мощностью называют номинальную эффективную мощность, снимаемую с единицы рабочего объема двигателя:
Чем выше литровая мощность, тем меньше рабочий объем и соответственно меньшие габариты и массу имеет двигатель при одинаковой номинальной мощности.
По литровой мощности ДВС оценивают степень его форсированности. Двигатели, имеющие высокие значения Nл, называют форсированными.
Эффективный удельный расход топлива ge и эффективный КПД ηeхарактеризуют экономичность работы двигателя
Эффективный КПД ηeпредставляет собой отношение количества теплоты, эквивалентной эффективной работе ко всей подведенной с топливом теплоте и характеризует степень использования теплоты с учетом всех потерь.
Для двигателей, работающих на жидком топливе:
на газовом
Если ηeучитывает относительную экономичность, то эффективный удельный расход топливаgeоценивает расход топлива на единицу полученной мощности в 1 час.
При известных значениях ge,Hu, ηe
Для двигателей, работающих на газовом топливе
В газовых двигателях оценку экономичности удобнее производить по удельному расходу теплоты, мДЖ/кВт ч
Механические потери удобнее выражать не в абсолютных, а в относительных единицах. Для этого вводят понятие механический КПД, который представляет собой отношение эффективных показателей к индикаторным
или
Связь между эффективным и механическим КПД
Влияние различных факторов на эффективные показатели двигателя. Значение каждого из эффективных показателей определяется соответствующим индикаторным показателем и механическим КПД. Пути увеличения Рi и ηi рассмотрены ранее. Среднее давление механических потерь РМП можно уменьшить за счет:
-правильного выбора теплового режима работы двигателя и поддержания этого режима в процессе эксплуатации;
-оптимального конструирования двигателя и его агрегатов. Правильный выбор конструкции и размеров впускной и выпускной систем делает минимальными потери на газообмен. В эксплуатации сопротивления систем не должны изменяться. Поверхности трущихся пар сводятся к целесообразному минимуму, при котором обеспечивается надежное жидкостное трение, а силы трения имеют малые значения. К минимуму сводится также количество поршневых колец. Выбор жесткости и формы деталей, соблюдение технических условий при их изготовлении также важны для достижения надежного жидкостного трения и минимальных механических потерь. Существенное значение имеет оптимизация конструкции, размеров и частоты вращения таких вспомогательных механизмов, как вентилятор, водяной и масляный насосы;
-рационального выбора материалов и технологии изготовления деталей, что улучшает смазку трущихся пар и снижет потери на трение;
-правильного выбора смазочного масла. При этом стремятся использовать масло с минимальной вязкостью, при которой обеспечиваются надежное жидкостное трение, длительная работа всех узлов двигателя при максимально возможных сроках смены и минимальном угаре масла;
-использования в дизелях однополостных камер сгорания вместо разделенных. Этим достигается снижение механических потерь в результате исключения потерь на перетекание заряда.
Уменьшения РНАД добиваются оптимизацией типа, размеров, частоты вращения и характеристик компрессора под заданные расход газа и степень повышения давления. Под оптимизацией здесь понимают достижение максимально возможного значения КПД компрессора во всем диапазоне режимов работы двигателя. Уменьшение затрат на привод компрессора, особенно на режимах малых нагрузок, можно обеспечить, используя перепуск воздуха или снижая частоту вращения компрессора, соединенного с двигателем при помощи регулируемой механической передачи. При применении наддува, особенно газотурбинного, механический КПД возрастает вследствие того,что РМП увеличивается в меньшей степени, чем Рi. Поэтому Pе повышается в большей степени, чем Pi. В результате увеличения ηм эффективный КПД повышается, даже когда при наддуве имеет место небольшое уменьшение Pi.
Важное значение при газотурбинном наддуве имеет КПД газотурбокомпрессора. При его увеличении достигается снижение потерь на газообмен.
Уменьшение ηм при снижении нагрузки объясняется тем, что РМП мало изменяется с уменьшением нагрузки, a Pi падает. Особенно резко ηм снижается в двигателях с искровым зажиганием, что связано с увеличением потерь на газообмен. При холостом ходе двигателя Pi=PМП и ηм = 0. С ростом частоты вращения ηм уменьшается в связи с увеличением РМП
Характер изменения основных индикаторных и эффективных показателей в зависимости от п приведен на рис. Так как при увеличении частоты вращения ηм снижается, то максимальные значения Ре и ηе имеют место при п, меньших тех, при которых достигаются максимальные значения Pi и ηi
Рис. . Зависимость индикаторных, эффективных показателей и параметров, характеризующих механические потери двигателя, от частоты вращения
Связь между эффективной мощностью и параметрами рабочего процесса определяется из выражений
Из данного уравнения видно, что мощность двигателя может быть повышена за счет:
-увеличения рабочего объема цилиндра и количества цилиндров
-увеличения частоты вращения коленчатого вала.
-переход с четырехтактного на двухтактный цикл;
-увеличение плотности заряда улучшение наполняемости (наддув, улучшение организации газообмена, снижение сопротивлений на впуске и выпуске)
-повышение ηi за счет совершенствования процесса сгорания и сокращения потерь теплоты в течение сжатия и расширения.
-повышение ηм за счет снижения механических потерь
Связь между литровой мощностью и параметрами рабочего процесса определяется из выражений
Комплекс технических мероприятий, способствующих повышению литровой мощности, называют форсированием двигателя.
Из выражения следует, что на значение литровой мощности двигателя, оценивающей уровень форсирования двигателя, влияют Ре (Pi,ηм), п (на номинальном режиме) и τ.
Увеличение литровой мощности посредством повышения п широко используется в двигателях с искровым зажиганием, для современных моделей которых п достигает 6500 мин -1 и выше.
Дизели грузовых автомобилей, как правило, имеют номинальную частоту вращения, не превышающую 2600 мин -1.
По этой причине литровая мощность дизелей без наддува находится в пределах от 12 до 15 кВт/л и существенно уступает аналогичному показателю двигателей с искровым зажиганием, имеющим Nл=20...50 кВт/л.
Однако в настоящее время в ряде конструкций дизелей легковых автомобилей трудности форсирования их по частоте вращения за счет внедрения электронной системы управления топливоподачей удается преодолеть. Появляется все большее количество дизелей с номинальной частотой вращения 4500...5500 мин -1 и литровой мощностью до 30 кВт/л и выше.
Для дизелей форсирование по частоте вращения менее характерно, чем для двигателей с искровым зажиганием, для которых этот способ повышения литровой мощности является одним из основных.
Как следует из анализа зависимости, при переходе с четырехтактного рабочего цикла на двухтактный литровая мощность должна увеличиваться в два раза.
В действительности же Nл возрастает всего лишь в 1,5...1,7 раза, что является следствием использования части хода поршня на организацию процессов газообмена, снижения качества очистки и наполнения цилиндров, а также в результате дополнительных затрат энергии на привод продувочного насоса.
Большая (на 50...70 %) литровая мощность — существенное достоинство двухтактного двигателя. Однако недоиспользование части рабочего объема цилиндра для получения индикаторной работы приводит к тому, что они имеют заметно худшие удельные показатели, чем аналогичные четырехтактные двигатели.
К недостаткам двухтактных ДВС следует отнести сравнительно большую тепловую напряженность элементов цилиндропоршневой группы из-за более кратковременного протекания процессов газообмена и, следовательно, меньшего теплоотвода от деталей, формирующих камеру сгорания, а также большего теплоподвода к ним в единицу времени, что объясняется вдвое меньшим периодом следования процессов сгорания.
Большим недостатком двухтактных карбюраторных двигателей является потеря части горючей смеси в период продувки цилиндра, что значительно снижает их экономичность.
Следует отметить дополнительно, что в двухтактных двигателях отсутствуют насосные потери, но имеются потери на привод компрессора, используемого для осуществления продувки, очистки и наполнения двигателя. В двухтактных двигателях меньше, чем в четырехтактных, потери на трение, обусловленные силами инерции, так как отсутствуют вспомогательные такты, но меньше также и значение среднего индикаторного давления. На величину ηм в большей степени влияют меньшие значения Pi и потери на привод компрессора.
Поэтому ηм двухтактных двигателей в среднем несколько ниже, чем четырехтактных. Это наряду со снижением Pi оказывает влияние на степень увеличения литровой мощности при переходе с четырехтактного цикла на двухтактный. Литровая мощность двигателей с искровым зажиганием, как правило, выше, чем у дизелей, в связи с большим значением номинальной частоты вращения, а при сравнении двигателей без наддува — и большим значением Ре.
Особое место в ряду мероприятий, направленных на повышение литровой мощности, занимает форсирование двигателей по среднему эффективному давлению Ре.
На практике существенного увеличения Ре удается достигнуть лишь за счет ввода в рабочий цикл большего количества теплоты. Необходимая для этого подача в цилиндр большего количества топлива требует для его полного сжигания и большего количества окислителя. На практике это реализуется путем увеличения количества свежего заряда, нагнетаемого в цилиндр двигателя под давлением.
Этот способ носит название наддува двигателя. При этом Ре возрастает практически пропорционально увеличению плотности свежего заряда.
На рис. изображена схема двигателя с наддувом и механическим приводом компрессора от коленчатого вала. Одним из недостатков такой системы наддува является снижение экономичности двигателя, обусловленное необходимостью затрат энергии на привод компрессора.
Наибольшее распространение в практике современного двигателестроения получил газотурбинный наддув, схема которого приведена на рис. 1.10.
Здесь для привода центробежного компрессора 1 используется энергия ОГ, срабатываемая в газовой турбине 2, конструктивно объединенной с компрессором в единый агрегат, который называют турбокомпрессором (ТК).
Поскольку при газотурбинном наддуве отсутствует механическая связь агрегата наддува с коленчатым валом двигателя, применение ТК заметно ухудшает приемистость двигателя. Это связано с инерционностью системы роторов ТК, а также с уменьшением энергии отработавших газов при малых нагрузках, в связи с чем, особенно в начале разгона, не обеспечивается подача в цилиндр нужного количества свежего заряда. Для преодоления этих недостатков нередко возникает необходимость использования комбинированного наддува. Система комбинированного наддува выполняется в различных конструктивных вариантах и обычно представляет собой определенные комбинации одновременного использования и приводного и турбокомпрессоров.
При динамическом наддуве для повышения плотности свежего заряда, подаваемого в цилиндры двигателя, используются колебательные явления в системах газообмена (пульсации РТ в системе впуска и выпуска), являющиеся результатом цикличности следования этих процессов в цилиндре.
Если, например, задать впускному тракту такие конструктивные параметры (в основном длину и площадь проходного сечения), чтобы перед закрытием впускного клапана около него была волна сжатия, то масса поступающего в цилиндр заряда увеличивается.
Рис. Схемы наддува двигателя с приводным компрессором и турбонаддува
Аналогичный эффект можно получить, «настроив» выпускной трубопровод так, чтобы в конце выпуска вблизи выпускного клапана была волна разрежения. В результате этого улучшится очистка цилиндров и в него поступит большее количество свежего заряда.
При правильном выборе геометрических параметров систем газообмена в отдельных случаях с помощью динамического наддува становится возможным увеличить эффективную мощность двигателя на 5... 10%.
При использовании наддува увеличивается механическая и тепловая напряженность элементов, формирующих камеру сгорания, что является одним из основных факторов, ограничивающих возможное увеличение плотности свежего заряда, поступающего в цилиндр. Поэтому при конструировании двигателей с наддувом и выборе давления на выходе из компрессора Рк необходимо учитывать возможные последствия роста механических и тепловых нагрузок на его элементы.
Применение наддува в двигателях с искровым зажиганием требует принятия специальных мер по предотвращению нарушения процесса сгорания, называемого детонацией. Это обстоятельство, а также более высокая тепловая напряженность лопаток турбины из-за большей температуры ОГ существенно усложняют практические возможности использования наддува в двигателях данного типа.
9
studfiles.net
Среднее эффективное давление Ре в основном зависит от степени сжатия е и коэффициента наполнения ηυ т. е. является функцией f от указанных величин:
Наиболее простым способом повышения среднего эффективного давления, а следовательно, и мощности двигателя является увеличение степени сжатия. Но этому может препятствовать детонация топлива.
Детонацией называется чрезвычайно быстрое сгорание рабочей смеси со скоростью распространения пламени 2000 — 2500 м/сек, в то время как при нормальной работе двигателя скорость сгорания не превышает 50 м/сек.
Детонация сопровождается мгновенным повышением давления и температуры, резкими ударами на детали кривошипно-шатунного механизма, перегревом поршня, деталей выпускного тракта как в головке, так и в выпускной системе. Поэтому на форсированных спортивных двигателях детонация, как правило, приводит к разрушению поршня.
Наименьшую склонность к детонации имеют двигатели с полусферической камерой сгорания и немного большую с камерой сгорания шатровой формы.
Поэтому для гоночных и спортивных четырехтактных двигателей используются только два указанных типа камер сгорания. Для двухтактных высокофорсированных двигателей камера сгорания имеет также примерно полусферическую форму.
Перегрев головки выпускных клапанов в четырехтактных двигателях, поршня и верхней части цилиндра в двухтактных увеличивает склонность к детонации. Поэтому необходимо обеспечить охлаждение наиболее нагретых зон в камере сгорания.
Склонность к детонации уменьшается при:
«Пособие механикам мотоциклов»,А.Н.Силкин, Б.С.Карманов
Загрузка... www.carshistory.ru
Cтраница 2
Несколько меньше среднее эффективное давление получается у предкамерных дизелей из-за увеличенных потерь при осуществлении рабочего цикла. [16]
Величина среднего эффективного давления зависит от ряда конструктивных факторов. Основное влияние на величину среднего эффективного давления оказывают степень сжатия, система газораспределения, расположение распределительного вала и клапанов, форма камеры сгорания и др. Кроме того, большое значение имеет техническое состояние двигателя ( степень его износа), регулировка приборов системы питания, величина угла опережения зажигания. [17]
Величина среднего эффективного давления в дизеле ре практически зависит от количества топлива j в г / цикл, впрыскиваемого в цилиндр, и почти не зависит от числа оборотов машины, чем дизель резко отличается от паровой машины. Характер изменения передаточного числа i определяет тип передаточного механизма. Диаграмма силы тяги FK / ( v) в этом случае имеет ступенчатый вид ( фиг. [18]
Величина среднего эффективного давления зависит от ряда конструктивных факторов. Основное влияние на величину среднего эффективного давления оказывают степень сжатия, система газораспределения, форма камеры сгорания и др. Кроме того, большое значение имеют техническое состояние двигателя ( степень его изношенности), регулировка приборов системы питания, величина угла опережения зажигания. [19]
Зависимость средних эффективных давлений ре и удельных расходов топлива ge ряда двигателе с вихревыми камерами при полной нагрузке от числа оборотов показана на фиг. Высокие значения ре, несмотря на значительные гидравлические и тепловые потери, указывают на то обстоятельство, что процесс смесеобразования и сгорания в этих двигателях протекает эффективнее, чем в двигателях с разделенными камерами при иных процессах смесеобразования. Высокие удельные расходы топлива, соответствующие номинальному скоростному режиму, получились в результате больших необратимых потерь и развитых поверхностей камер сгорания, охлаждаемых непосредственно водой. Как показывают кривые протекания удельных расходов, наименьшие значения получаются в двигателе AEG с камерой Комета III при достаточно удовлетворительном среднем индикаторном давлении. [20]
При среднем эффективном давлении 600 кПа и варьировании частоты вращения в диапазоне 1500 - 2500 мин 1 повышение давления наддува от 0 до 50 кПа приводит к снижению угара масла. Дальнейшее повышение давления наддува от 50 до 200 кПа оказывает малое влияние на угар масла. При высокой частоте вращения угар несколько увеличивается, а при малой - уменьшается. Это объясняется противоположным влиянием двух факторов: инерционных сил, возрастающих с увеличением частоты вращения, и средней температуры газов за рабочий цикл, которая снижается при увеличении давления наддува. Разрежение на впуске, равное 23 2 кПа, увеличивает угар масла, в зависимости от частоты вращения, на 35 - 90 % по сравнению с работой без искусственно созданного сопротивления на впуске. [21]
Влияние на среднее эффективное давление степени сжатия и состава смеси для того же топлива дано на фиг. [22]
С ростом среднего эффективного давления улучшаются условия использования рабочего объема цилиндра, что дает возможность создавать более легкие и компактные двигатели. [23]
При снижении среднего эффективного давления относительные потери на трение становятся более значительными и это, как правило, означает уменьшение це. [25]
При повышении среднего эффективного давления за счет наддува до рк 2 0 am, в случаях работы с неизменным а, процент тепла, отводящегося системой охлаждения, падает приблизительно обратно пропорционально повышению ре. Повышение температуры в системе охлаждения приводит к уменьшению тепло-отвода в воду по линейной зависимости, но к повышению теплоотвода в масло. [26]
С ростом среднего эффективного давления улучшаются условия использования рабочего объема цилиндра, что дает возможность создавать более легкие и компактные двигатели. [27]
При уменьшении нагрузки среднее эффективное давление уменьшают и доводят его до нуля при холостом ходе двигателя. [28]
В результате повышается среднее эффективное давление и снижается расход топлива. [29]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
