15.2) Влияние различных факторов на термический кпд и среднее давление цикла с подводом теплоты при постоянном объеме и при постоянном давлении в теоретических циклах
1.При постоянном обьеме.
Этот цикл соответствует циклу ДВС с воспламенением от электрической искры. Характерные точки цикла т.(а) – начало сжатия, т.(с) – начало подвода тепла q1, т.(z)– начало расширения, т.(b) - начало отвода тепла q2.
Геометрические параметры поршневого двигателя: D – диаметр цилиндра; S – ход поршня; Vh – рабочий объем цилиндра, Vс – объем камеры сгорания
цилиндра; Vа – полный объем цилиндра. Сжатие происходит по адиабате PVk=const. -- степень повышения давления.
Количество подведенной теплоты .
Количество отведенной теплоты .
Термический КПД
Подставив данные из таблицы 1 и сократив на Та, получим значение термического КПД идеального цикла с подводом тепла при V=const.
Среднее давление цикла , позволяющие сравнивать циклы разных двигателей. Без вывода среднее давление цикла при постоянном объеме составляет:
При постоянном давлении
Этот цикл соответствует тихоходному дизелю.
Количество подведенной теплоты .
Количество отведенной теплоты .
Введем понятие - степень предварительного расширения -
Термический КПД
но , откуда . Далее
из этого следует
тогда среднее давление
15.3) Уравновешивание двигателей
Уравновешенность — это состояние двигателя, которое при установившемся режиме работы характеризуется постоянными по значению и направлению силами и моментами, действующими на опоры.
Для уравновешивания сил инерции и моментов этих сил в многоцилиндровых двигателях необходимо, чтобы равнодействующие всех сил инерции, действующих на плоскостях, проходящих через ось вала, а также сумма моментов этих сил относительно выбранной оси равнялись нулю.
Условие полной конструктивной уравновешенности двигателей выражается системой уравнений:
∑Рj1=0; ∑Мj1=0; ∑Рj2=0; ∑Мj2=0; ∑Рс=0; ∑Мс=0;
Уравновешивание — это комплекс конструктивных, производственных и эксплуатационных мероприятий, направленных на уменьшение или полное устранение неуравновешенных свободных сил инерции и моментов. Например, устанавливая противовесы, можно уравновесить центробежную силу Рс и ее момент. Силы инерции первого и второго Рд порядков в одно-, двух- и четырехцилиндровых двигателях можно уравновесить с помощью специальных громоздких уравновешивающих механизмов, которые применяют крайне редко. Для шести- и более цилиндровых двигателей такие устройства не требуются.
К числу дополнительных мероприятий по уравновешиванию двигателей относится установка на переднем конце коленчатого вала гасителя колебаний, поскольку эта часть вала совершает наибольшие по амплитуде отклонения — крутильные колебания. Гасители поглощают энергию колебаний, подводимую к валу двигателя извне, благодаря трению между элементами гасителя и тем самым уменьшают амплитуду колебаний.
Широко применяют гасители колебаний жидкостного трения. Равномерно вращающийся при работе двигателя маховик помещают в герметичный корпус, заполненный кремнийорганической жидкостью (силиконом). При колебаниях стенки маховика вовлекают в движение слои силикона, работа сил трения жидкости поглощает энергию колебаний.
Для уменьшения крутильных колебаний можно также создавать инерционные реактивные моменты в определенном сечении вала. Для этого в соответствующем месте следует установить гасители колебаний маятникового или упругомассового типа.