Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Чернышев А.Н. Корабельные двигатели внутреннего сгорания. (Теория рабочих процессов поршневого двигателя) учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.10.2023

Размер:

8.6 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 2911 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

пературу газовоздушной смеси Тр . Эта температура может быть подсчитана на основании равенства суммы теплосодер жаний чистых выпускных газов и продувочного воздуха с теплосодержанием газовоэдушной смеси тех же компонентов при сгорании I кг топлива

	Мпгср" Т г+ 1 (ч>а- 1 )тпс'Тж1<=[1(^-1)+м]7пс;'Тг .
Здесь	М	-	количество молей продуктов сгорания;
	L = t 0оС	-	количество	молей	воздуха в цилиндре до
сгорания;
	L(ifa -1)	-	количество	молей	продувочного воздуха;

ЫСр ,тс£,тЬр - соответственно средние мольные изобарные теплоемкости воздуха, чистых выпускных газов и гаэовоздуш

ной смеси.
Учитывая общий приближенный характер расчета,						полага
ем
ntc'p & тСр & пГср’ .						(71)
Деля правую и левую части равенства (71) на				L	и имея в
виду, что
/1 0 =	£	* 1,03 f 1,04
можно в первом приближении заменить единицей,				получаем
<г	Тг	Ыа.~i)Txu				(72)
г ~		Фа	1ра=1
Очевидно, что при отсутствии продувки			1ра=1	и	ТГ = ТГ .
Температура Тг	на	номинальной нагрузке		для		выполнен
ных серийных двигателей		с газотурбинным	наддувом,			в зави

симости от тактности, форсировки и конструктивных особен ностей, находится в пределах:

-для четырехтактных двигателей.. .750fI050°K,

-для двухтактных двигателей . . . . 650*900°К.

Для получения большей мощности газовой турбины необходимо стремиться к получению более высоких значений Тг , сохра

100

няя при этом в нормальных пределах температурный уровень деталей цилхндрово-порвневой группы.

		Вопросы для			повторения
			(Процесс		выпуска)
1.	Каково	назначение процесса выпуска? Стр.					86 .
2.	Изобразите диаграммы			процесса выпуска		четырехтакт
ных двигателей		при ^	> 1	,	* -jgr-=	1 .	Рис. 21 .

3.С учетом каких*требований осуществляется выбор мо мента открытия выпускного клапана четырехтактного дизе ля? Стр. 87 , рис. 21 .

4.Для чего делается запаздывание закрытия выпускного клапана четырехтактного дизеля и как эта величина выбира ется? Стр. 88, рис. 21 .

5.Перечислите основные особенности организации выпус ка в двухтактном дизеле. Стр. 88 .

6.Перечислите и поясните основные периоды выпуска в

четырехтактном двигателе. Стр. 88-40 ,			рис.	21 .
7. Сформулируйте условия, необходимые для				осуществле
ния продувки цилиндра.	Стр.	90 .
8. Изобразите диаграммы угол-сечений			четырехтактного
и двухтактного дизелей.	Стр.	91, рис.	22 .

9.Поясните сущность угол-сечения перекрытия клапанов.

Стр. 91, рис. 22 .

10.Поясните сущность время-сечения перекрытия клапанов

и аналитическую связь JF с

и п дв . Стр. 92, формула

(60).

11.Дайте определение и напишите исходное соотношение для коэффициента продувки. Стр. 93, формула (61) .

12.Напишите и поясните основное уравнение истечения газа через отверстие в обычной и дифференциальной форме. Поясните сущность и изобразите график функции у .

Стр. 93, формулы (62), (63), рис. 23 .

Ю1

13.Выведите формулу для расчета коэффициента продув ки. Стр. 93-95 , формула (бб) .

14.Что произойдет с коэффициентом продувки, если уменьмить угол перекрытия клапанов? Стр. 95 .

15.Что произойдет с величиной коэффициента продувки, *

если p ^ c o n s t,		а рг	уменьшается? Стр. 95 , рис. 24 .
	16. Как изменится коэффициент продувки, если величи
на	останется неизменной, а число оборотов вала дизе
ля	возрастет?	Стр.	95 , рис. 24 .

17.Как изменится коэффициент продувки, если увеличит ся температура воздуха перед цилиндром? Стр. 95 .

18.Чем обусловливается величина давления газа в ци линдре в процессе выпуска? Стр. 97 , рис. 25 .

19.Перечислите составлявшие суммарного сопротивления на выпуске из цилиндра и назовите их ориентировочные зна чения. Стр. 98, формула (69) .

20. Назовите пределы изменения	для четырех- и
двухтактных дизелей. Стр. 99 .	*ч

21.Как ориентировочно подсчитать температуру чистых выпускных газов? Стр. 99 f формула (70) .

22.Как ориентировочно подсчитать температуру газовоэдуиной смеси перед турбиной? Стр. 100, формула (72) .

23.Назовите пределы температуры газа перед турбинами четырех- и двухтактных дизелей. Стр. 100 .

Г л а в а	УП
ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩЕЕ МОЩНОСТЬ
И ЭКОНОМИЧНОСТЬ ДИЗЕЛЯ

Конечными (эффективными) параметрами, характеризующи ми мощность и экономичность дизеля, являются:

Ne	-	эффективная мощность, л. с. или квт;
ре	-	среднее эффективное давление, кГ/см2 или н/ма ;
*1е	-	эффективный коэффициент полезного действия;
де	-	удельный эффективный расход топлива, кг/л .с .ч ас

или кг/дх.

Для качественной и количественной оценок процессов,

происходящих в. цилиндре дизеля, используются	так называ
емые индикаторные показатели, которые имеют	одноименную
с эффективными показателями размерность: Ni	*

Индикаторные и эффективные показатели связаны между собой через параметры, характеризующие механические поте-

Ри:

Рассмотрение перечисленных параметров удобнее начать

синдикаторных.

§19. Индикаторные показатели Среднее индикаторное давление

Если индикаторная диаграмма (рис. 26) построена в оп ределенном маситабе, то площадь Fj, (a z e " a ) эквивалент на индикаторной работе газов в цилиндре дизеля

ЮЗ

L l = F i m P = F i Tnp m K ,

где mF=mpm v- масштаб площади, равный произведению масвтабов по оси давлений и объемов (ходов).

Рис. 26. Геометрическая интерпретация среднего индика торного давления.


Площадь	?и х (в1/г а в //) , заключенная между		линиями на
сосных ходов,	эквивалентна положительной или		отрицатель
ной работе насосных ходов
	L*x = Тиж ш р ч
которая рассматривается		вместе с механическими потерями и
в индикаторную работу не		включается.

104

Геометрическая интерпретация среднего индикаторного

давления. Если площадь индикаторной диаграммы	разде
лить на l h и по оси давлений отложить высоту Hi	мм, то

в соответствующем масштабе будет получена величина средне

го индикаторного		давления
_ Fl (Л1М2[		H im p	_ о	W f _ L i	(74)
h i(MJu) i	*		L~ t Hm k Vh
	(j u j u )

Таким образом, среднее индикаторное давление представля ется в соответствующем масштабе высотой прямоугольника, площадь которого численно равна площади индикаторной диа граммы, а основание - рабочему объему.

Общепринято величину среднего индикаторного давления приводить не в кГ/м2, а в кГ/см2, тогда

(75)

В системе СИ

(75*)

Физическая сущность среднего индикаторного давления состоит в том, что это удельная работа газов в цилиндре двигателя за один цикл, т .е . работа, снимаемая с единицы рабочего объема цилиндра (понятие, напоминающее по своему содержанию удельный вес),

к Гм м 3

или 6 системе СИ

<p*= J Л_ Эле
1	Ун	'
Таким образом, будучи	удельной	величиной, среднее ин

дикаторное давление является удобным критерием для сравне ния нагруженности цилиндров двигателей самой различной размерности, различной конструкции и тактности.

105

Вместе с тем р.	является величиной условной, так
как в конечном итоге	имеет размервость кГ/см2 и заменя

ет совокупность различных по величине и переменных во времени давлений в цилиндре дизеля.

Среднее индикаторное давление - это такое условное, постоянное по величине давление, при действии которого на поршень в течение одного хода расширения совершилась бы работа, равная индикаторной работе газов в цилиндре дизе ля за цикл.

Среднее индикаторное давление определяется опытным пу тем. Самопишущими измерительными приборами регистрируется индикаторная диаграмма, площадь которой планиметрируется,

делится на	основание, в результате чего определяется высо
та прямоугольника (рис. 26)			и по известному масштабу тр
находится	p L	(см. формулу	(74)).
Среднее индикаторное давление расчетного цикла р[ мо
жет быть определено не только графическим путем,				но и ана
литически.
В случае правильного выбора исходных величин				(ра >Та ,
H i, п 2 , ? г ,	А	и д р .) площадь расчетной диаграммы		больше
действительной		(на рис. 27	заштрихована)
и		F; > г г

Подсчет	осуществляется		путем суммирования по участкам

положительной работы за ход расширения и отрицательной за

ход	сжатия	<у2 + Lze—Lac
	i -	<у2 + Lze—Lac					( 7 6 )
	i -
Lyz		ftz Уг		Я	Ц р	- i ) -	( 7 7 )
Lyz		*>cVc		т л	Ц р	- i ) -	( 7 7 )
		*>cVc		Pc
где	?	Vz	1
	?	V c
		V c
И				? в У а \
				? в У а \
	пгг			Pc Ус/

106

Если	вспомнить,		ь ,	а	£ =р<5 ,		получим
Если	вспомнить,	что Рв = $пг		а	£ =р<5 ,		получим
			Р с У	с			(78)
			п г -1				(78)
			п г -1
			(,	PaVa\	Pc V c
а с			l 1 & v j “ r i i - l
Так как	9с = ?л £п‘ ,	то
		\	Л Л/	/	1	\	(79)
			r i i - l	( < -	1	) .	(79)
			r i i - l	\	e n r t )

Подставляя равенства (77), (78) и (79) в формулу (76), по лучаем

-* К	тЦ - йгт(‘ - ^ ) ] ' (80)
1кея в виду уравнение (74),	подучаем

Так как	i_____ _ J
Ус _	i_____ _ J
'н	V a -	V c	£ -	f
V „	V a -	V c	£ -	f
то	У	с
то
^ + п*-1 [{ ~ г М				щ -i ( i j b )	(81)
^ + п*-1 [{ ~ г М				щ -i ( i j b )

Таким образом, получена аналитическая зависимость, поэволявщая вычислять величину среднего индикаторного дав ления расчетного цикла четырехтактного дизеля.

Выие отмечалось, что площадь действительной индикатор ной диаграммы четырехтактного дизеля при правильном выбо ре исходных величин меньие расчетной. Причина такого рас

107

хождения объясняется заменой действительных, плавно про текавших процессов условными. Наиболее четко это выражено в области ВМТ, где действительный процесс сгорания заменя ется изохорным и изобарным подводом теплоты, и в районе ННТ, где плавное изменение давления в процессе расиире-

ния - начала	выпуска (линия в'в"а ) заменено изохорным
теплоотводом	BCL (р и с ..27).

Рис. 27. К выбору коэффициента полноты диаграммы четы рехтактного дизеля.

---------- расчетная диаграмма,

--------- действительная индикаторная диаграмм.

Таким образом, среднее индикаторное давление pL рабо чего цикла четырехтактного дизеля меньше расчетного значе ния р ; , что учитывается поправочным коэффициентом (коэф фициентом полноты диаграммы)

108

	(82)
и
Рг-У -Р 'г, •	(83)

В расчетном цикле двухтактного дизеля (рис. 28) за на чало сжатия принимается момент закрытия, а за конец расши рения - начало открытия поршнем продувочных окон.

Величина		р[	подсчитывается по действительным значе
ниям £	и I	и относится не ко		всему рабочему объему Vk ,
как в четырехтактных дизелях, а				только к полезной части
рабочего	объема		Vh , не занятой продувочными окнами.
Расхождение			действительной	и расчетной линий сгорания

у ВМТ в двухтактном цикле имеет причины, аналогичные рас смотренным выше. В области же НМТ характер изменения дей ствительного давления в цилиндре зависит от устройства ор


ганов	газовыпуска.
В двигателях с выпуском через клапаны (прямоточно-кла
панные	схемы газообмена)		(рис. 28,а) проходное сечение
клапана,		открываемого с помощью кулачкового вала,		нараста
ет сравнительно медленно.			Это вынуждает начинать	открытие
клапана		за 75*95° пкв до	НМТ. Потери работы на участке
ь' в	значительные.
Открытие выпускных окон в двигателях с щелевыми схема
ми газообмена (рис. 28,б)			может быть начато ближе к НМТ

(за 50*70° пкв), так как проходное сечение окон, открыва

емых поршнем, увеличивается				значительно быстрее. Поэтому
и потери работы на участке				в'в	значительно меньше,	чем
в предыдущем случае.			Более	того,	может иметь место даже
некоторое увеличение			работы	в районе НМТ по сравнению		с
расчетной.
Рекомендуется выбирать следующие значения коэффициента
полноты	диаграммы ф		:
-	для	четырехтактных		ДВС ................................ 0,92*0,96;
-	для	двухтактных:

109

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 2911 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ