Основные параметры, характеризующие работу газового двигателя

Среднее индикаторное теоретическое давление р´ _I – соответствует нескругленной диаграмме

среднее индикаторное давление р_i – соответствует скругленной диаграмме

где = 0,96 – коэффициент полноты диаграммы: =р_r-р_а = 0,117-0,087=0,03 МПа. И тогда имеем

р_i= 0,96 (0,789 – 0,03) = 0,729 МПа.

Среднее значение индикаторной работы трения

р_m= 0,030 + 0,00005 n_е ;

р_m=0,030 + 0,00005*2 800=0,17 МПа.

Среднее эффективное давление

р_е = р_i – р_m= 0,729 – 0,170 = 0,559 МПа.

Механический КПД

η_м = р_е/ р_i = 0,559/0,729 = 0,77; принимаем 77%.

Индикаторный КПД

η_i=0,371

Эффективный КПД

η_е= =0,33*0,77= 0,254 = 25,4%.

Термический КПД

= 1-

Где к=1,33 - показатель адиабаты сжатия для газовых двигателей;

=0,52=52%.

В связи с переводом автомобилей на газовое топливо в условиях автотранспортных организаций и объединений возникают организационно-технические сложности по их переоборудованию. Поэтому остановимся подробно на параметрах, определяющих топливную экономичность двигателей, работающих на компримированном (сжатом) природном газе, как основной критерий, обеспечивающий экономическую целесообразность переоборудования автомобилей для работы на газовом топливе.

Эффективный удельный расход газа:

Удельный расход теплоты на единицу эффективной мощности:

Где H_u – низшая теплота сгорания, МДж/м³.

Полученные значения удельного расхода теплоты соответствуют нормативным данным (см. табл. 22,1).

Исходя из объемных соотношений сжатого газа, его удельный расход в литрах на единицу эффективной мощности составит:

С учетом плотности газовой фазы сжатого газа кг/м³ получим удельный расход газа в граммах на единицу мощности:

При номинальных режимах работы двигателей сопоставление средних удельных расходов сжатого газа ( г/(кВт*ч)) и бензина ( г/(кВ*ч)) с учетом стоимости топлива показывает существенное преимущество газовых двигателей по этому параметру.

При эксплуатации автомобилей линейный расход сжатого газа:

где n – число баллонов, Q₁ и Q₂ – количество газа (м³) в одном баллоне до и после пробега 5. Численные значения Q₁ и Q₂ определяются в зависимости от давления газа в баллоне при различных температурах окружающей среды по нормативным таблицам.

Например, перед выездом на линию автомобиля ГАЗ-33076, у которого n=4, манометр показывал давление 15 МПа при температуре +10^оС, а по возращении после пробега 80 км – 9 МПа при той же температуре. При этом в соответствии с табличными данными Q₁=10,27, Q₂=5,63. На основе этого определяют расход сжатого газа:

G₁=4(10,27 – 5,63) = 23,2 м³/100км.

Таким образом, проведенные расчеты с анализом основных параметров расхода газового топлива показывают экономическую целесообразность внедрения на автомобилях газобаллонных установок.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные параметры рабочего тела. Какое количество воздуха требуется для сгорания 1 кг топлива для бензиновых, газовых двигателей и дизелей?

2. Назовите формулы для определения количества молей продуктов сгорания М₂ для бензиновых двигателей , дизелей и газовых двигателей, работающих на газе сжиженном, нефтяном и компримированном (сжатом) природном газе.

3. Дайте характеристику основных расчетных параметров рабочей смеси в конце впуска (р_а, Т_а) и приведите их численные значения для карбюраторных двигателей и дизелей.

4. Дайте характеристику основных расчетных параметров процесса сжатия (р_а, Т_а) и назовите их численные значения для различных типов двигателей.

5. Что такое теплоемкость свежей смеси mc_Vср и продуктов сгорания mc_Vr и в каких единицах она измеряется?

6. Дайте анализ химической неполноты сгорания. Как она определяется?

7. Перечислите основные параметры, характеризующие работу карбюраторного двигателя и дизеля, приведите численные значения.

8. Назовите основные составляющие в формуле процесса сгорания и дайте анализ его квадратного уравнения типа АТ_z²+BT_z-C=0.