9 Вопрос 1.10. Отличия реального цикла

1.10. Отличия реального цикла

1. В процессе наполнения (выпуска) цилиндра происходит взаимодействие воздуха с горячими стенками цилиндра и с остаточными газами, имеющими высокую температуру.

2. Часть энергии затрачивается на преодоление сопротивления во впускной системе для поступления воздуха в цилиндр.

3. Наполнение цилиндра зависит от режима работы двигателя, температуры поступающего воздуха, конструкции двигателя.

4. Адиабатного сжатия нет в реальном двигателе. В действительности происходит интенсивный теплообмен между газами и охлаждающей средой, переменный и по интенсивности и по направлению.В реальных условиях процесс сжатия идет по политропе, показатель которой непрерывно меняется. Это же относится и к процессу расширения.

5. Догорание топлива на линии расширения значительно уменьшает эффективность использования теплоты в двигателе, так как сильно возрастают потери теплоты в окружающую среду.

6. Начало выпуска отработавших газов происходит до прихода поршня в НМТ, что приводит к дополнительным потерям теплоты. 7. Охлаждение – дополнительные потери теплоты.

10 вопрос Основные понятия и определения В ДВС Индикаторная

Диаграммы четырех и двухтактных ДВС

Верхняя мёртвая точка — положение поршня в цилиндре, соответствующее максимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала (обычно верхнее положение поршня связанного в вертикальном кривошипно ползунковым механизмом (КПМ)). В этом положении при условии, что клапанный механизм системы газораспределения находится в стадии сжатия, создается максимальное сжатие газов в камере сгорания.

Нижняя мёртвая то́чка — положение поршня в цилиндре, соответствующее минимальному расстоянию между любой точкой поршня и осью вращения коленчатого вала 

Действительной (в зависимости от которой ведут расчеты рабочих процессов) называется отношение объема цилиндра в начале сжатия к объему камеры сгорания:

Теоретическая степень сжатия (или волюметрическое соотношение) есть соотношение между объемами камеры сгорания в мертвых точках, высокой и низкой.

V_s - рабочий объем цилиндра двигателя

V_с – оббьем камеры сгорания V_а –Объём цилиндра в начале сжатия

Индикаторная диаграмма

Индикаторной диаграммой называют зависимость давления от объема цилиндра за рабочий цикл в координатах PV. Снимают диаграмму опытным путем или строят по результатам расчета. У МОД имеется специальный индикаторный привод, который позволяет снимать индикаторную диаграмму на каждом цилиндре с помощью механического индикатора. Площадь индикаторной диаграммы пропорциональна работе, совершаемой газами в цилиндре за цикл. На этом свойстве диаграммы основан способ определения мощности, развиваемой газами в цилиндре, которая и называется индикаторной мощностью. Различают 3 вида индикаторных диаграмм (расчетная, предполагаемая, действительная).

По значениям давлений и объемов в характерных точках расчетного цикла (a,c,y,z, в) и значениям показателей политроп сжатия и расширения n₁ и n₂, полученным при расчете рабочих процессов, строится диаграмма расчетного цикла (рис. 20 ), а на ее базе – предполагаемая индикаторная диаграмма (рис. 21). Диаграмму расчетного цикла начинают строить с выбора масштаба давлений m_p, мм/кПа и выбора длины отрезка, соответствующего :

; ;  . (66)

Рис. 20. Индикаторная диаграмма расчетного цикла

Диаграммы расчетного цикла 2- и 4- тактных ДВС строят идентично. Для 4- тактных принимают . Объем цилиндра в конце расширения в расчетном цикле принимают равным объему в начале сжатия .

Отличия действительной индикаторной диаграммы от диаграммы расчетного цикла: политропы сжатия и расширения действительной индикаторной диаграммы отличаются от расчетных и . Действительная индикаторная диаграмма снимается с двигателя и имеет скругления y точек c,y,z, как у предполагаемой диаграммы (рис. 21). Скругление у точки с вызвано началом сгорания до ВМТ и более резким ростом давления Р. Скругления у точек y и z объясняются конечной скоростью тепловыделения при сгорании.

Рис. 21. Предполагаемая индикаторная диаграмма 2- тактного дизеля

У 2 - тактных ДВС хвостовая часть действительной индикаторной диаграммы частично или полностью компенсирует уменьшение площади диаграммы. Действительная индикаторная диаграмма 4 - тактного ДВС имеет дополнительные различия: наличие скруглений в хвостовой части диаграммы (в районе точек в и а) и линии насосных ходов. Работу насосных ходов при определении индикаторной мощности цилиндра принято относить к механическим потерям.

11 вопрос Основные пораметры и показатели работы судовых ДВС

Р − условное постоянное давление

4 - тактный без наддува 0,50,65 МПа,

4 - тактный с наддувом 1,42,9,

2 - тактный без наддува 0,450,55,

2 - тактный с наддувом 1,21,95.

Эффективная мощность − мощность, замеренная на фланце отбора мощности коленчатого вала:

Судовые ДВС в зависимости от частоты вращения делятся на 4 группы. МОД − 60240, СОД 240750, ПОД 7501500, ВОД > 1500 об/мин.

Эффективный к.п.д.

Эффективный к.п.д. – важнейший показатель экономичности работы двигателя. Это отношение эффективной работы на валу, L_е к количеству теплоты, подведенной к двигателю, Q_под.

_е = L_е / Q_под ; ; . (88)

Минимальное значение g_e у ДВС обычно при n = (0,80,9)n_N.

Эффективный к.п.д. учитывает все тепловые потери, которые учитываются отдельно индикаторным к.п.д., и все механические потери, учитываемые механическим к.п.д.