2.8. Сурет. Д100 типті екі тактілі дизелдің газ бөлу шеңберлі диаграммасы:

1 – үрлеуіш; 2 - отын беруді бастау; 3 - газдың жеңіл шығуы; 4 - шығару әйнегінің ашық тұру ұзақтығы; 5-енгізу әйнегінің ашық тұру ұзақтығы.

Д100 типті дизелдің индикаторлық диаграммасында /2.9. сурет/ иінді біліктің бұрылу бұрышына сәйкес дизель цилндріндегі газ қысымы өзгерістері көрсетілген, яғни бұл диаграммадағы әр нүкте иінді біліктің бұрылыс бұрышына сәйкес, жұмыс цилиндріндегі қысым көлемін анықтайды. Орташа қысым индикаторы деп жұмысшы циклде газ жұмысына тең төменгі жұмыс нүктесіне жоғарғы жұмыс нүктесінен бір жүру уақытында жұмыс істейтін поршенге ықпал жасайтын көлемі бойынша шартты, тұрақты мөлшерден тыс қысым.

Поршень орын ауыстырған уақытта цилиндрдегі газ қысымы өзгереді. Поршенге түсетін газ қысымының күші де айнымалы көлем болып саналады. Р күшін S жолына бағыттау жұмыс мөлшеріне тепе- тең. Берілген телімдегі поршеннің ауысу көлеміне әрбір шағын телімдегі қысым көрсету сомасы сияқты жұмыс цикліндегі газ жұмысын индикаторлық даграммадағы Р және S коорднаты бойынша есептеуге болады. Бұл сома 2.10 суретінде көрсетілген 10,11, желісімен сызылып, 1,3,6,7 нүктелерімен индикаторлық диграммада көрсетілген және газдың бір жұмыс циклында цилиндрде жүргізген жұмысын айғақтайды. Іс жүзінде 10,11, желісімен сызылып мен 1,3,6,7 нүктелерімен жалғастырылған индикаторлық диаграмма көлемі келесі формула арқылы есептеледі.

/2.6./

- 1,3,6,7 нүктелері және 10,11 желілер арасында бекітілген индикторлық диаграмманың аумағына сай бір жұмыс циклының индикаторлық жұмысы;

- поршеннің жүрісіне сай цилиндрдің жұмыс көлемі.

2.9. Сурет. Үрлеуіші бар д100 типті дизелдің индикаторлық диаграммасы:

Суреттегі жазулар: Цилиндрдегі қысым;

Сығымдалу;

Кеңею;

Айналшықт ың бұрылу бұрышы, град.

Осы өлшемдер бойынша индикаторлық диаграмма бойынша орташа индикаторлық қысымның көлемін есептеп шығаруға болады.

Егер m- қысым масштабы, және m - көлем масштабы, ....- индикаторлық диаграмма көлемі, ...табан ұзындығы, поршень жүрісіне пропорционалды болса, онда

/2.7/

/2.8/

және /2.9/

2.10. Сурет. Үрлеуішсіз дизелдің индикаторлық диаграммасы:

1- отын жанудың басталу нүктесі; 2- газдың ең бар газ қысымы, 3- отынның жануы, 4- цилиндрдің индикаторлық жұмысына тең көлем, 5- цилиндрдегі орташа индикаторлық қысым, 7- ауаны сығымдау желісі,8- төменгі жылжымайтын нүкте , 9- поршень жүрісі, 10- ауаны енгізу желісі, 11- газ линиясын шығару желісі,12- жоғарғы жылжымайтын нүкте,13- сығымдау камерасының көлемі. 14- атмосфералық қысым желісі.

Тепловоздық дизелдерде орташа индикаторлық қысым 0,58-1.76 МПа /6-18 кгс/см²/.

Дизелдің жұмысы мен қуатын есептеу. Поршень жұмысы өткен жолы мен поршенге қатысты жұмсаған күшімен анықталады. Поршень көлемі мен орташа индикаторлық қысымды іске асыру - поршенге қолданылған орта есеппен алынған күш. Осы күш пен поршен жүрісінің іске асырылуы - поршенге әсер ететін бір цилиндр ішінде жасаған қозғалыс аясындағы жұмыс. Қозғалтқыштың индикаторлық қуаты орташа индикаторлық қысымына, цилиндрдің жұмыс көлеміне, i цилиндрінің санына, τ тактісіне, циклдың жүру кезеңділігіне байланысты.

Иінді біліктің айналу жиілігі барысында цилиндрдегі жұмысшы цикл саны 2 n/ τ – ге тең. Ортша индикаторлық қысым үшін формуладан анықталған индикаторлық

Lί жұмыс көлемін жұмыс циклының саны мен цилиндр санына көбейте отырып ,1с барлық цилиндрлердегі газдың жұмысын, яғни дизелдің индикаторлық қуатын есептеп шығаруға болады.

/2.10/

Егер цилиндрдің жұмыс көлемін литрмен, қуатын кВт- біріңғай бірлік жүйесінде есептеген жағдайда теңдік өзгермейді.

Мысалы, ПДІМ типті дизелде . цилиндр диаметрі D-318 мм, поршень жүрісі S -330мм, n- 750 айн/мин., τ -4, Р 0,98 МПа /10кгс/см² тең болсын. Цилиндр көлемі V = (πD²/4), S = (3,14.31,8²/4).33 = 26196 см= 6 болмаса 26, 2л,индикаторлық қуат N = (0.98 . 26, 6. 2. 750)/4.60 = 963кВт (1300л.с.) тең.

Иінді біліктегі өлшенген тиімді және пайдалы қуат индикаторлық қуаттан аз, өйткені қуат бөлігі қосалқы механизмдерді іске қосу мен айналшақ өздігі механизмдерінің /сорғы, ауаүрлегіш/ жанасу бөлшектеріндегі қарсыласты жеңуге жұмсалады.

Бұндай шығындар көлемі саңылау көлеміне, бөлшектерді өңдеу сапасына, майдың жабысу қабілеті мен темпераурасына байланысты және механикалық коэфицентімен анықалады. Орташа алғанда номиналдық жұмыс кестесі үшін =0,8 – 0,85 болған жағдайда дизелдің тиімді қуаты

/2.11/

0,8 көлемде шығын болғанда ПД1М қозғалтқышының тиімді қуаты

= 0,8 х 963 = 770 кВТ (104л.с.)

Дизелдің отын жұмсауы мен пайдалы әрекет коэфиценті. Пайдалы әрекеттің тиімді коэфиценті дегеніміз, дизелдің білігіндегі тиімді жұмысқа тепе-тең жылу санының дизелге отынмен енгізілген отынның жылу санына қатысы.

Жылу мөлшерінің екеуін де бір уақытта анықтаған жөн, мысалы : 1 сағат ішінде. Жұмысқа тепе- тең жылу саны,

∙1∙3600∙1000=3,6∙10.. ∙N Дж/кВт- 1 кВт жылу эквиваленті.

Джоулдің бірлік ретінде кішкентайлығына байланысты жылу санын килоджоулмен есептеген дұрыс, онда жұмысқа эквивалентті жылу саны 360 NкДж/кВт тең болады.

Отынмен енгізілген жылу саны

/2.12/

/2.13 /

/2.14/

/2.15./

/2.16/

Тепловоз жүгінің мөлшері шектелген және сақталғанда тепловоз дизелі қуатының көтерілуі цилиндр санының ұлғайуымен байланысты , бірақ әлем тәжірибесінің көрсетуі бойынша дизель мен иінді білік цилиндрлерінің ұзын блогының төзімділігі және қаттылығының жеткіліксіздігіне байланысты V- тәрізді дизелдердің цилиндр саны он алтымен шектеледі.

Дизель қуатын дизелдің иінді білігінің айналу жиілігін ұлғайту арқылы нығайту, айналшақ бұлғақ механизмі бөлшектері қозғалысының жылдамдығы неғұрлым биік болса, соғұрлым көп болатын бөлшектердің беріктігі және тозуымен шектеледі. Ол біліктің айналу жиілігі мен поршеннің орташа жылдамдығын /қазіргі уақыттғы дизелдердің жылдамдығы 10-12 м/с/ анықтайтын поршень жүрісіне байланысты.

Дизелдің қуатын цилиндрдің диаметрін/ жұмыс көлемін/ ұлғайта отырып көтеруге болама деген ой келеді, бірақ бұл әдістің жарамайтын себебі: дизелдің салмағы ауырлайды. Соған орай, міндетті түрде үрлеу процессін қолдана , яғни артық ауа коэфицентін азайтпай, мол мөлшердегі отынды үлкен мөлшердегі ауамен жаға отырып, қозғалтқыш цилиндрінің әр жұмыс циклінде орындалатын жұмысты ұлғайта отыра, дизель қуатын көтеруге болады. Цилиндрге келіп түсетін ауа мөлшерін, үрлеу қысымын көтеру және үрленетін ауа тоңазытқышындағы ауа температурасын төмендете отырып ұлғайтуға болады. ПД1 дизелінде1.82 есе көтерілді- 486-дан 882 кВт дейін (660-1200л ).Д100типті дизелдерде 1,5 есе- 1470-2206 кВт дейін. (2000-3000 ).

Дизелді үрлеу арнайы ауа компрессорларымен, болмаса әр түрлі ауа үрлегіштермен/ көлемді және ортадан тепкіш/ жүзеге асырылады. Көлемді ауа үрлегіштер поршендік және айналу болып бөлінеді. Тепловоз дизелдерінде екі типті ұлғайтушы қолданылады: ортадан тепкіш /2.11/ және айналмалы /2.12/, өйткені олардың келіп түсетін қозғалыс массасы жоқ және олар толық теңдестірілген. Минут ішінде жасайтын айналым санының көптігіне байланысты / мысалы: ортадан тепкіш ұлғайтқышта үрлеу қысымына байланысты 10-25 мың айн/ мин/ көлемдері үлкен емес.