Процесс сгорания.

P

Z- начало воспламенения.

- догорание.

ВМТ

Характеризуется:

PzРсPz– увеличение давления

при постоянном объёме.

VcVz– начало увеличения

Рс объёма при постоянном

давлении.

VcV

Vz

Полное сгорание топлива возможно при качественном смесеобразовании, а это обеспечивается поступлением большей массы воздуха.

Опр. Количество воздуха, практически вводимое в цилиндр для сгорания 1 кг топлива, называют действительным. Отношение действительного количества воздуха к теоретически необходимому оказывается коэффициентом избытка воздуха.

.

Для достижения полноты сгорания, нужно повышать , но это приведёт, к увеличению воздуха при той же дозе топлива, т.е. увеличению рабочего объёма цилиндра. Следовательно коэффициент избытка воздуха должен быть минимальным, по достаточным для сгорания топлива при данном качестве смесеобразования. Качество смесеобразования должно быть таким, чтобы топливо сгорало полностью при минимальном.

1) малооборотные дизели.

2) высокооборотные дизели .

3) вихрекамерные дизели .

Идеальное соотношение1,15.

Уравнение теплового баланса:

, где

Тс – температура в конце сжатия.

Q – теплота сгорания топлива.

Tz– температура в точкеz.

- работа совершенная газом в течение процесса сгорания.

В данном уравнении два неизвестных следовательно систематически оно не решается, тогда для решения нужно задаться одним приближенным параметром , тогда через работу можно будет найти давление в точкеZ.атм.

(От давления Рс в точке с зависит температура в точке z.)

Зависимость между температурами конца сгорания можно посмотреть в учебнике.

Степень повышения давления , а отношение объёмов – степенью предварительного расширения.

Процесс расширения.

P 2 000º

Политропа расширения

z

в 1 000º С

b

V

Va

;.

Процесс расширения как и процесс сжатия является политропным, т.е. с теплообменом с окружающей средойв данном случае при совершении работы цикла расширения теплота отводится через стенки цилиндра и понижается с 2 000 до 1 000ºС.

Показатель политропы величина переменная. Согласно опытных данных:

- у тихоходных;

- у быстроходных и среднеоборотных.

параметры в цикле.

Вывод-заключение. Чем ниже показатель политропы, тем выше КПД двигателя.

Процесс выпуска.

в Характеризуется

пониженным давлением

r

Урок 3. 2/6. Мощность и экономичность. Среднее индикаторное давление.

Определение. Средним индикаторным давлением называется такое, которое действуя постоянно в течение одного хода поршня, свершает работы, равную работе цикла.

Поскольку среднее индикаторное давление Рiпостоянное и действует на поршень с площадьюF, то работа газа за один ход поршняSсоставит. Согласно формулировке понятия среднего индикаторного давления существует равенство:

, где

Lу – работа цикла.

Собираем все такты в одно место и строим диаграмму в осях.

PV

f

P_i

L

P_i - индикаторное давление определяетсяIIIспособами.

I способ.Планиметром на милиметровке определяем площадьfдиаграммы и делим наLт – работа.

где m– масштаб ординат. При измеренииfв мм²иLв ммm= 1 КПа или 1 КГс/см².

II способ По. средней ординате.

У₁ Длина диаграммы делится на 10 частей из

середины каждой части проводятся

У₂ вертикали, пересекающие диаграмму.

Затем измеряются отрезки У₁, У₂, У₃… У₁₀

У₃ среднее индикаторное давление

У₄ определяется как

У₅

У₆

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

III способ–практический – с помощью индикатора снимает индикаторную диаграмму – это возможно на мощных крейцкопфных дизелях где есть привод для самописца индикатора (свыше 1 000 л.с.).

Р

атм

без наддува

F_y m– масштаб пружины

у двигателей с наддувом.

l_y

Формула индикаторной мощности.

Индикаторной называется мощность развиваемая газами при их работе в цилиндре.

.

На основании формулы работы в цилиндре составим формулу мощности в цилиндре.

, где

n– об./мин.;

z– число цилиндров;

к – коэффициент тактности;

F– площадь поршня.

работа + сила давления =

= мощность в I цилиндре.

, л.с.

Постоянные двигателя и обозначаются буквой А в л.с. и В в кВт.

, в л.с.

, кВт.

Величины А и В имеются в таблице используются в расчётах двигателей.

Урок. 4 (8) Эффективная мощность двигателя.

N_c – на фланце маховика.

Эффективной является полезная мощность отдаваемая рабочему фланцу

, где

N_e – эффективная мощность двигателя.

N_i – индикаторная мощность двигателя.

N_r – мощность затрачиваемая на преодоление внутренних потерь.

КПД – механический.

- механический коэффициент полезного действия, показывающий, какую долю индикаторной мощности составляла эффективная.

У четырёхтактных без наддува .

У четырёхтактных с наддувом .

У двухтактных без наддува .

Потери внутри четырёхтактного дизеля могут составлять до 25% индикаторной мощности.

- формула эффективной мощности, т.е. паспортной.

Произведение механического коэффициента полезного действия на среднее индикаторное давление называется средним эффективным давлением.

следовательно

,

Ре – очень важный параметр, поскольку характеризует как работу цикла (Pi) так и совершенство конструкции, изготовления и содержания двигателя ().

Четырёхтактные без поддува Ре = 4,5-8 кгс/см².

Четырёхтактные с поддувом Ре = 7 – 20 кгс/см².

Двухтактные без поддува Ре = 4 – 7,5 кгс/см².

С понятием среднего индикаторного давления формула при замене превращается в формулу эффективной мощности.

, л.с.

Применяя постоянные двигателя формула примет вид:

Экономичность работы двигателя.

Об экономичности работы двигателя принято судить по расходу им топлива.

Удельным называется часовой расход топлива, отнесенный к единой эффективной мощности двигателя:

, где

у_е– удельный расход топлива, кг (кВт ч) или кг /(л.с.ч.).

G – часовой расход топлива, кг/ч.

Ne– эффективная мощность, кВт и л.с.

При определении фактического удельного расхода GиNeнаходят замером во время работы двигателя, расчётное значениеg_едаётся в формуляре дизеля.

- малооборотные дизели – 150-162 г/(л.с. ч.).

- среднеоборотные дизели – 152-165 г/(л.с.ч.).

- многооборотные дизели – 152-205 г/(л.с.ч).

У лучших современных дизелей g_есоставляет 145 г/л.с.ч. или 200-205 г/кВт ч.

Удельный расход топлива относится к числу гарантийных показателей, завод изготовитель обязан соблюсти данный расход топлива.