Жылудың қалған мөлшері

Тепловоздың кузовын желдетуді есептеуде қажетті қоршаған ортаға кететін шығынды анықтау үшін, мәнін қолданады, бірақ шындығында бұл шынайы шығындардан біршама жоғары.

Сыртқы жылулық тепетеңдікті анықтауда жылулық тепетеңдіктің меншікті (жанған жанармайдың барлық жылуына байланысты, яғни 1 кг жанармайға) құрамасын қолданады. Бұл жағдайда жылулық тепетеңдік келесі түрде болады

Мұнан, екенін көреміз.

Абсолюттік бірлікте ішкі жылуылқ тепетеңдік теңдеуі

Мұнда сыртқы жылулық тепетеңдікке қарағанда қозғалтқыштың ішкі индикаторлық жұмысына айналған Q_i жылу есепке алынады:

, ал ‑ бұл жұмыстық циклдің барлық ұзақтығында механикалық шығындарға тең жылуды есепке алмай, газдардан қабырғаларға жылу беруде ғана салқындату сұйығымен кететін жылу мөлшерін көрсетеді. Қабырғалардан жылу беруде ауа зарядының қызуы жүретін толу және тазарту үрдістері ғана, оның абсолюттік мәні өте аз болғандықтан есепке алынады. Жылулық тепетеңдіктің басқа құрамалары сыртқы жылулық тепетеңдік құрамалары сияқты сақталады.

11. Дәріс.

Тақырып : ІЖҚ қуатын жоғарлату тәсілдері.

Мазмұны: Үлеу. Үрлеу жүйелері және сұлбасы. Жұмыстық үрдіс көрсеткіштеріне үстеме үрлеудің әсері. Үрлеу жүйесін есптеу.

Піспекті қозғалтқыштың тиімді қуатының теңдеу келесідей жазылады:

, кВт

бұл теңдеуде:

— , м³ - цилиндрдің жұмыстық көлемі,

D, S - цилиндр диаметрі және жолы, м;

— i - цилиндрлер саны;

— п – минутыа иінді біліктің айналым саны, ай/мин;

— Ре – орташа тиімді қысым, Па.

( ) теңдеуді талдау көрсеткендей, қозғалтқыштың қуатын - N_e цилиндрдің сәйкес көлемін-V_h, цилиндр санын-i, піспек жүрісінің шамасымен – S піспектің орташа жылдамдығын - анықтайтын иінді біліктің минутына айналым санын- п, орташа индикаторлық қысым және механикалық пайдалы әсер коэффициентінің - η_м функциясы болып табылатын орташа тиімді қысымды -Ре көбейтумен және ырғақтылық коэффициентін - τ төмендету арқылы жоғарлатуға болады.

Қуатты жоғарлататын қозғалтқыштың геометриялық көрсеткіштері қазіргі уақытташекті мәндеоге жетті:

Цилиндр диаметрі D = 900 мм, S = 1700 мм, ал цилиндрлер саны - i жай жүрісті қатарлы дизельдерде -12, V- түрдегі тез жүрісті - 16 және жұлдыз трдегі - 32. Екі ырғақты жай жүрісті дизельдердің цилинд­рлік қуаты иінді біліктің п =115÷120 айн/мин айналым санында 1800 кВт дейін жетеді. Цилиндр диаметрін және піспек жүрісін, сонымен бірге цилиндрлер санын одан ары жоғарлату технологиялық қиындықтармен және жұмыстық үрдісті ұйымдастырудың күрделігімен байланысты. Қатарлы құрылымды бір агрегатта цилиндрлер санының көп болуында қозғалтқыштың ұзындығы біршама үлкейеді және оған қызмет көрсету қиындайды. Қазіргі заманғы қозғалтқыштарда піспектің орташа жылдамдығы С_m = 12÷18 м/сек. дейін жетеді, ал тез жүрісті қозғалтқыштардың айналым саны 8000 айн./мин және жоғары. Піспектің орташа жылдамдығын және айналым санын көбейту қозғалтқыштың қызмет ету мерзімін азайтады, себебі оның тетіктерінің тез желінуі жүреді, динамикалық және жылулық жүктеме жоғарлайды. Қозғалтқыштың қуатын біршама жоғарлатуды орташа тиімді қысым шамасын жоғарлату есебінен жүргізуге болады, яғни цилиндрге түсетін жанармаймен ауа мөлшерін (таза ауа зарядының тығыздығы - ρ_в кг/м³) көбейту.

Бір уақытта цилиндрге түсетін салмақты ауа заряды және жанармай мөлшерін көбейту есебінен қозғалтқыштың қуатын жоғарлату үрлеу деп аталады.

Үрлеуде қозғалтқыштың қуатының өсу дәрежесі үрлеу дәрежесімен –λ_н бағаланады, бұл үрлемелі қозғалтқыштың номинальдық қуатының немесе орташа тиімді қысымының сол үрлеусіз қозғалтқыштың номинальдық қуатына немесе орташа тиімді қысымына қатынасы.

Үрлеудің дәрежесін жуықтап үрлеу қысымының - Рк қоршаған орта қысымына -Ро қатынасы секілді көрсетуге болады.

мұнда: п — ауа айдағыштың сығылу политроптық көрсеткіші.

Қазіргі уақытта біріккен қозғалтқыштарда үрлеу дәрежесі шамасына жеткен. Екі ырғақты қозғалтқыштарда λн шартты шама, себебі берілетін ауа қысымы Рк, қанша болсада қоршаған орта қысымынан барлық уақытта үлкен.

Үрлеу тәсілдері және сұлбасы.

Цилиндрге түсетін ауа зарядының (немесе ауаның бүркілген бензинмен немесе газбен қоспасы) салмағын жоғарлату үрлеу агрегатында алдын‑ала нығыздағыш компрессорда жүргізіледі. Нығыздағыш механикалық жетек арқылы қозғалтқыштың иінді білігінен немесе қрзғалтқыштан шығатын газдар энергиясынан жұмыс істейтін турбина арқылы қозғалысқа түеді. Қозғалтқыш жасау тәжірибесінде үрлеудің үш тәсілі қолданыс тапқан:

- механикалық үрлеу (компрессордің айналымы иінді біліктен механикалық жолмен жүзеге асады);

- газошығырлы үрлеу (шығыр қозғалтқыштың піспек бөлігінен шығатын газдар энергиясынан айналады, компрессор шығырмен бір білікте орналасқан);

- құрама үрлеу (мысалға, механикалық және газшығырлы үрлеуді қоқан).

Механикалық үрлеуде (сур.6.а), нығыздағыш жетегі (ауа компрессорі) тісті беріліс 2 арқылы қозғалтқыштың 3 иінді білігімен қосылады. Нығыздағыш және иінді білік аралығында нығыздағыштың механикалық жетегі тұрақты және айнымалы беріліс қатынасымен жасалуы мүмкін. Нығыздағыш жетегінің механизміне қосылатын гидравликалық беріліс қозғалтқыштың жұмыс тәртібімен сәйкестендіріліп нығыздағыштың айналымын бір қалыпты өзгеруге мүмкіндік береді.

Газшығырлы үрлеуде (сур.6.б), газ шығырының 4 айналымы піспекті қозғалтқыштың өңделген газдар энергиясы есебінен жүзеге асады. Газ шығыры және нығыздағыш 1 құрылымы жағынан бір үрлеу агрегатына біріктіріледі, ол турбокомпрессор деп аталады. Механикалық үрлеуге қарағанда газ шығырлы үрлеуі бар қозғалтқыштың экономикалық тиімділігі өте жақсы және үлкен меншікті жұмысы (циклдің оташа қысымы) бар.

Сурет. 7. Піспекті қозғалтқышты үрлеу тәсілдері.

а- механикалық үрлеу (жетектегі нығыздағыш жүйесі бар), б- газ шығырлы үрлеу (турбокомпрессорлік жүйелі), в- құрама үрлеу жүйелі (газо шығырлы және механикалық).

Бұл атмосфераға лақтырылатын газдармен мехаикалық үрлеуде шығындалатын қозғалтқыштан шығатын газдар энергиясын газды шығырдың пайдалануымен түсіндіріледі.

Құрама үрлеуде жүйеде екі үрлеу біріктіріледі. 6.в суретте құрама үрлеу тәсілі көрсетілген, мұнда тізбектелген бірінші саты механикалық үрлеу, ал екіншіде тубокомпрессор болып табылады.

Цилиндрлерге ауаны толтыру және сығымдау үшін жоғарыда берілген үрлеу жүйесінде көлемді‑роторлық (жетекші) және орта тепкіш қалақшалы компрессорлар кеңінен қолданылады. Газдық шығырлар көбіне радиальды‑өстік, сирек өстік болып келеді.

Үрлеулі қозғалтқыштардың экономикалық тиімділігіне және тиімділігне нығыздағыштың адиабаттық п.ә.к. біршама әсер етеді – ауаны адиабаттық сығымдау үшін қажетті жұмыстың, сол қысымға дейін сығымдауда нақты шығындалған жұмысқа қатынасы.

,

Нығыздағыштың адиабаттық п.ә.к. қанша төмен болса, ауаны сығымдауға кеткен қуат шығыны үлкен және оның температурасы жоғары болады. Соған байланысты цилиндрге түсетін ауа тығыздығының төмендігіне сәйкес сол қысымдағы ауа зарядының салмағы азаяды, бұл индикаторлық қуаттың төмендеуіне алып келеді. Сондықтан жұмыстық тәртіптер диапазонында, егер ол қозғалтқыштың иінді білігімен кинематикалық байланысқан болса нығыздағыштың мүмкіндігінше үлкен адиабаттық және механикалық п.ә.к. болуына тырысу қажет. Сондай‑ақ қозғалтқыш жұмысының экономикалық тиімділігіне және тиімділігіне газдық шығырдың адиабаттық п.ә.к. әсер етеді; бұл п.ә.к. жоғары болған сайын қуат, нығыздағыштың өнімділігі және Рк үрлеу қысымы жоғарлайды.

Нығыздағышта алдын‑ала ауа зарядын сығымдаудың орнына қозғалтқыш цилиндріндегі оның салмағын көбейту, цилиндрде, кіру және шығу құбырларында газодинамикалық құбылыстарды пайдалану арқылы жүзеге асыруға болады.

Мұндай қозғалтқыштың қуатын және ауа зарыдының салмағын жоғарлату тәсілі инерциалық үрлеу (төрт ырғақты қозғалтқыштарда) немесе инерциялық тазарту (екі ырғақты қозғалтқыштарда) деп аталады. Инерциялық үрлеуді қолдана отырып жанармайдың меншікті шығынының тұрақты шамасында қозғалтқыштың қуатын 25 ÷ 30% жоғарлатуға болады.

Ұшақтар мен жарыс автомобильдерінің қозғалтқыштарында цилиндрдегі ауа зарядының салмағын көбейту үшін қарсы ауа ағынының жылдамдығын пайдалануға болады. Мұндай тәсіл жылдамдықты үрлеу деп аталады.

Берілген қозғалтқыштардың қуатын жоғарлату тәсілдеріне сәйкес келесі үрлеу жүйелері бар:

1.механикалық үрлеу; 2. газ шығырлы үрлеу; 3.құрама үрлеу;

4. инер­циялық үрлеу; 5. жылдамдықты үрлеу.

Көліктік техникада газ шығырлы және құрама үрлеу жүйелері кеңінен қолданылады.

12. Дәріс.

Тақырып: Піспекті ІЖҚ динамикасы.

Мазмұны: ҚШМ кинематикасы және динамикасы. ҚШМ әсер етуші күштер және сәттер.

Қисық мойынды шатун механизмінің кинематикасы‑ піспектің кері‑тура қозғалысын иінді біліктің айналым қозғалысына айналдыруға арналған.

ҚШМ тетіктерінің жұмыс жасау жағдайы қозғалтқыштың әр түрлі жұмыс тәртіптерінде туатын әсерлерге байланысты. Бұл тетіктерге түсетін механикалық жүктемелердің шамасы және сипаты ҚШМ кинаматикалық және динамикалық зерттеулері негізінде анықталады. ҚШМ кинематикалық зерттеуінде барлық кинематикалық шамалар иінді білік айналым бұрышының функциясы ретінде көрсетілуі мүмкін деп саналады ( ).

ҚШМ кинематикалық зерттеулерінде анықталатын негізгі функциялар болып табылатындар:

- иінді білік айналым бұрышына піспек жүрісінің өзгеру тәуелділігі S = f_s ;

- иінді білік айналым бұрышына піспек жылдамдығының тәуелділігі υ =f_v ( );

- иінді білік айналым бұрышына піспек үдеуінің тәуелділігі J= f_j( ).