Расчет динамических сил

Удельные силы инерции поступательно движущихся масс в МПа определяются по формуле:

где: - постоянный коэффициент ;

М - масса поступательно движущихся частей;

F_П = (D – диаметр цилиндра, м) - площадь поршня;,м² ;

j - ускорение поршня в зависимости от угла

Масса М включает массу комплекта поршня М_П ( поршень, вставка, палец, поршневые кольца и др.) и часть массы шатуна, участвующей в поступательном движении М_ШП, т.е.

М = М_П + М_ШП

Массу шатуна делим на две части. Одну из них М_ШП считаем сосредоточенной на оси поршневого пальца и относим к поступательно движущимся частям, а другую М_ШВ – на оси кривошипа и относим к вращающимся частям. Распределение масс производим по правилам разложения равнодействующей на две параллельные силы:

М_ШП = М_Ш ; М_ШВ = М_Ш .

Где: L – длина шатуна (расстояние между центрами верхней и нижней головок шатуна);

l_С – расстояние от центра тяжести шатуна до центра кривошипной головки.

Для приближенных расчетов можно принять

,

Литература:

1. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания А.Э. Симсон и др., М., Транспорт, 1987

2. Локомотивные энергетические установки. А.И. Володин, В.З. Зюбанов. Под редакцией А.И. Володина. Москва, Желдориздат.2002 г.718с.

3. Володин А.И. Тепловозные ДВС. М., Транспорт – 1978 г.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначен КШМ в поршневых ДВС, из каких основных элементов он состоит?

2. Приведите схему рядного КШМ и покажите в нём действия сил?

3. Какие функций(зависимости) определяются при исследовании КШМ, ?

4. На графике приведите характер изменения хода поршня от угла поворота к /вала?

5. На графике приведите характер изменения скорости поршня от угла поворота к /вала?

6. На графике приведите характер изменения ускорения поршня от угла поворота к /вала?

7. Для чего проводится динамический расчет КШМ?

Лекция.13

Тема: – Режимы работы ЭУ в эксплуатации

Содержание: Характеристики работы ДВС. Особенности работы ЭУ

на неноминальных режимах и холостом ходе

Характеристикой двигателей называется зависимость величин, характеризующих работу двигателя, от параметров, определяющих режим его работы. В зависимости от вида величин можно рас­сматривать характеристики мощности, удельного расхода топлива, к.п.д., температуры отработавших газов и др. Параметры, опреде­ляющие режим работы двигателя, это — частота вращения колен­чатого вала и подача топлива на цикл, определяемая положением регулирующего органа — рейки топливного насоса.

Разли­чают следующие характеристики работы двигателей (Рис12 ):

Рисунок 13.1- Характеристики работы ДВС: 1 нагрузочная; 2 — внешняя; 3 — тепловозная (генераторная); 4 — регуляторная.

а) при постоянной частоте вращения коленчатого вала и изме­няющейся нагрузке (эффективной мощности) — нагрузочные ха­рактеристики.

б) при постоянной максимальной цикловой подаче топлива, соответствующей режиму номинальной (максимальной) мощности двигателя,— внешняя характеристика.

в) при заданной схеме настройки генератора закон изменения мощности от частоты вращения называется тепловозной (генера­торной) характеристикой,

г) при системе гидромеханической передачи — тепловозная характеристика, но с более пологим падением мощности по мере снижения частоты вращения.

д) при минимальных для всех частот вращения коленчатого вала значениях удельного эффективного расхода топлива — эконо­мическая характеристика.

е) при максимально допустимой температуре деталей ЦПГ (главным образом днища поршня в наиболее нагретой точке) — ограничительная характеристика.

Данные характеристики не охваты­вают и таких вспомогательных режимов работы двигателя, которые соответствуют значительной части (до половины) общего времени эксплуатации дизелей, как режимы холостого хода. Немаловажны и пусковые режимы работы тепловозных дизелей, ибо при секционировании тепловозов возникает необходимость отключения от­дельных дизелей, что связано с увеличением числа пусков и оста­новок.

Особенности работы ЭУ на неноминальных режимах и холостом

Высокие среднеэксплуатационная экономичность и надежность работы деталей цилиндро-поршневой группы дизеля во многом определяются согласованностью характеристик дизеля и агрегатов системы воздухоснабжения. Расход топлива на измеритель В_ч зависит не только от тепло­технических качеств дизеля и тепловоза, но и от условий,- в которых выполняются перевозки, например от скорости движения поезда, его массы и от множества других факторов, которые в эксплуата­ции определяют увеличение или снижение объема работы дизеля при выполнении тепловозом одной и той же работы, а следова­тельно, обусловливают повышение или понижение расхода топлива на измеритель В_ч. При выполнении анализа режим холостого хода рассматривается как эксплуатационный вспомогательный режим, который необхо­дим для обеспечения привода вспомогательного оборудования во время движения и стоянок. Среднеэксплуатационная мощность, затрачиваемая на режиме хо­лостого хода при минимальной частоте вращения коленчатого вала, например, дизеля 10Д100, составляет 30—40 кВт. Значительное снижение эксплуатационного к.п.д. тепловоза определяет работа дизеля, выполняемая для привода вспомога­тельного оборудования на режимах тяги. При этом как перерасход совершенно обоснованно учитывается все топливо, затраченное ha выполнение этой работы. В то же время при определении средне-эксплуатационного к.п.д. дизеля учитывается только та часть топли­ва, которая израсходована вследствие разницы g_ei—g_eном на всех режимах. Следует отметить также относительно небольшую вели­чину снижения экономичности дизеля на режимах тяги из-за влияния такой паспортной величины на каждом режиме, как g_eiт—g_eном), что свидетельствует о пологом протекании кривой удельного расхода топлива по тепловозной характеристике тепло­воза 2ТЭ10Л.

Контрольные вопросы :

1. Дайте определение понятию характеристика ДВС?

2. Дайте определение понятию внешняя характеристика ДВС?

3. Дайте определение понятию нагрузочная характеристика ДВС?

4. Дайте определение понятию генераторная характеристика ДВС?

5. Какие основные эксплуатационные факторы влияют на экономичность двигателя ?