.Лабораторно-практическое занятие № 43
Тема занятия Определение тягового баланса двигателя.
Цель занятия Определение основных параметров двигателя и расчет тягового баланса двигателя.
Место проведения: Лаборатория двигателей.
Материально-техническое обеспечение: диаграммы, исходные данные для расчета, учебники.
Пояснения к работе.
Индикаторная мощность Ni—работа, совершаемая внутри цилиндра двигателя в единицу времени.
Ni=Li *n/60*75*t; где: Ni—индикаторная мощность,
Li—индикаторная работа, совершаемая газами в цилиндре за один цикл,
n—частота вращения коленчатого вала,
t—частота вращения коленчатого вала, затраченная на совершение одного цикла, равная 2 для четырехтактного и 1 для двухтактного двигателей.
Индикаторная работа может быть определена
по площади индикаторной диаграммы,
полученной при испытании двигателя или по
данным теплового расчета.
Однако площадь индикаторной диаграммы
действительного цикла меньше расчетной
площади на 5—6%.
Для удобства расчетов диаграмму превращают
в прямоугольник.
Высота прямоугольника равна среднему
индикаторному давлению Pi., которое можно
определить из выражения:
Pi= Li /Vh;
Величина среднего индикаторного давления, один из параметров, характеризующих цикл и колеблющихся в пределах 0,8—1,1 МПа для карбюраторных и 0,7—1,0 МПа для дизельных двигателей.
С учетом понятия работы единицы объема Ni определиться по формуле:
Ni= Pi* Vh* n*i/60*75* t; где: i—число цилиндров
Мощность, получаемая на коленчатом валу, называется эффективной, и представляет собой разность индикаторной мощностью и мощностью механических потерь, то есть;
Ne=Ni-Nm,
Механические потери лучше оценивать механическим к.п.д., f и представляет собой отношение эффективной мощности к индикаторной.
Ni*f=Ne/Ni, отсюда Ne=Ni*f,
Для двигателей тракторов и автомобилей к.п.д. f=0,75—0,9. зная f и среднее индикаторное давление можно определить эффективное давление;
Pe=Pi*f.
Ne=Ni*f=Pi*f*Vh*n*i/60*75*t=Pe*Vh*n*i/60*75*t;
Обычно эффективную мощность определяют при испытании двигателя на специальных тормозных стендах путем определения крутящего момента(Ме) и частоты вращения коленчатого вала (n),
Ne=Me*n/716, 2;
Задание.
Определить значение эффективной мощности двигателя Д-240 и построить диаграмму эффективной мощности по эмпирической формуле.
Ne=Ne max*ne {1+ne/nN2-(ne/ nN2)2}/ nN2,
Где: Ne max—максимальная эффективная мощность,
nN2—максимальные обороты, соответствующие Ne max.
Исходные данные:
Ne max=60 кВт,
nN2=2000 об/мин, n1=980, п2=1200, п3=1500, п4=1700, п5=1900, п6=2000 п7=2200, п8=2300, п9=2500об/мин.
Пример расчета:
Ne1=Ne max*ne {1+ne/nN2-(ne/ nN2)2}/ nN2=60*980[1+980/2200-(980/2200)2]/2200=33,75 кВт;
Ne2=Ne max*ne {1+ne/nN2-(ne/ nN2)2}/ nN2=60*1200[1+1200/2200-(1200/2200)2]/2200=41,5 кВт; и.т.д.
Лабораторно-практическое занятие № 44.
Тема занятия Определение скоростной и регулировочной характеристик двигателя.
Цель занятия Определение основных параметров двигателя расчетным путем и построение скоростной и регулировочной характеристик двигателя по расчетным данным.
Место проведения: Лаборатория двигателей.
Материально-техническое обеспечение: диаграммы, исходные данные для расчета, учебники.
Пояснения к работе.
Для оценки технико-экономических показателей двигателей при работе их в различных эксплуатационных условиях пользуются характеристиками двигателей.
Работа двигателя характеризуется его эффективной мощностью Ne, средним эффективным давлением Ре, крутящим моментом на холостом ходу Ме, частотой вращения nе, часовым Ģт, и удельным ġе расходом топлива.
Скоростная характеристика показывает зависимость мощностных, экономических и других показателей работы двигателя от частоты вращения коленчатого вала.
Скоростную характеристику можно построить экспериментальным путем при замере крутящего момента на тормозном стенде при различной частоте вращения коленчатого вала или по формуле:
Ne=Ne max*ne {1+ne/nN2-(ne/ nN2)2}/ nN2,
Удельный расход топлива определяется по формуле:
Gе= Ģт/N e,
Крутящий момент определяется по формуле:
Мк=9550Ne/n,
По полученным данным строят диаграммы, характеризующие технико-экономические показатели работы двигателя.
Задание: 1. Рассчитать по исходным данным скоростную характеристику двигателя Д-240.
Ne=60кВт, Ģт=15кг/ч, пхх=950 об/мин, п1=1200, п2=1500, п3=1800, п4=2000, п5=2200, п6=2300, ппе=2200 об/мин.
2.Рассчитать крутящий момент двигателя на приведенных выше режимах.
3.Рассчитать удельный расход топлива.
4.Построить скоростную и регулировочную характеристики двигателя.
Выполнение задания.
Расчет данных скоростной характеристики.
Ne1=Ne max*ne {1+ne/nN2-(ne/ nN2)2}/ nN2=60*950[1+950/2200-(950/2200)2]/2200=32, 25 кВт; и.т д.
Расчет данных крутящего момента.
Мк=9550Ne/n=9550*32,25/950=326, 7 Н/м, и.т.д.
3.Рассчет удельного расхода топлива:
Gе= Ģт*1000/ Ne =15*1000/32,25=361 г/э-л.с./ч, и.т д.
4.Построить диаграммы по полученным расчетным данным.
Лабораторно-практическое занятие № 45.
Тема занятия Стендовые испытания двигателей.
Цель занятия Анализ диаграмм, полученных при стендовых испытаниях двигателей.
Место проведения: Лаборатория двигателей.
Материально-техническое обеспечение: диаграммы, исходные данные для расчета, учебники.
Пояснения к работе.
Испытания, которому подвергаются ДВС, в зависимости от их целей и назначения подразделяются на исследовательские, контрольные и приемные.
Исследовательские испытания проводятся в процессе создания и усовершенствования вновь запроектированных двигателей.
Контрольные испытания проводят с целью проверки качества изготовления или ремонта двигателей.
Приемные испытания необходимы для принятия решения об их производстве.
ДВС испытывают на электротормозных стендах, которые состоят из:
Установки под двигатель.
Тормоза с устройством замера величины крутящего момента.
Приборов для определения частоты вращения коленчатого вала.
Устройства для подачи топлива, масла, воздуха, охлаждающей жидкости и другого оборудования.
Приборов для определения дымности, шумности и.т.д.
Пульта управления.
Задание.
Произвести анализ регулировочной характеристики двигателя ЗиЛ-130 по диаграмме.
Произвести анализ характеристики холостого хода двигателя ЗиЛ-130 по диаграмме.
Выполнение задания.
Регулировочные характеристики снимают как при полной, так и при частичной нагрузках двигателя.
Наиболее часто снимают характеристики по расходу топлива, показывающее изменение мощности Ne и удельного расхода топлива ge в зависимости от часового расхода топлива Gт при постоянной частоте вращения коленчатого вала и оптимальном угле опережения зажигания.
Регулировочная характеристика по расходу топлива карбюраторного двигателя имеет две существенные точки: Ne мах и ge мин.
Область регулировки карбюратора должна находится между регулировкой на минимум удельного расхода топлива и регулировкой на максимум мощности. Работа в других режимах нежелательна из-за понижения мощности и увеличения расхода топлива.
Регулировочная характеристика по углу опережения зажигания проводится при G т=conct и пе=2000 об/мин.
Из характеристики видно, что с увеличением угла опережения зажигания до 25* мощность двигателя растет а удельный расход топлива уменьшается. При дальнейшем увеличении угла опережения зажигания мощность падает, а удельный расход топлива растет. Оптимальным углом опережения зажигания для данного режима будет угол равный 25*.
Характеристика холостого хода двигателя ЗиЛ-130 представляет собой кривую изменения часового расхода топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Она снимается для суждения об экономичности работы двигателя на холостом ходу. Регулировка системы питания при этом устанавливается таким образом, чтобы при наличии устойчивой работы двигателя обеспечить минимальный расход топлива.
