- •Основные условные обозначения
- •Стандартные условия:
- •Классификация двс
- •Основные параметры тракторных и автомобильных двигателей
- •Эффективная мощность двигателя
- •Градация мощностей, предусмотренная для двс
- •Цилиндровая мощность и литровая мощность
- •Среднее эффективное давление и что оно характеризует
- •Средняя скорость поршня и что она характеризует
- •Степень форсирования дизеля, как она измеряется и что определяет
- •Степень сжатия и ее численное значение у различных двс
- •Давления сжатия и сгорания; их значения для различных двс
- •Удельный расход топлива
- •Эффективный кпд двигателя
- •Тепловой баланс двигателя
- •Сухая масса двс
- •Удельная масса двс
- •Литровая масса двс
- •Рабочие циклы и способы их осуществления
- •Показатели экономичности
- •Показатели совершенства конструкции
- •Показатели токсичности отработавших газов
- •1. Объемная концентрация токсических веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания
Средняя скорость поршня и что она характеризует
Средняя скорость поршня (vm) — один из показателей быстроходности ДВС. Если обозначить ход поршня через s (м), а частоту вращения коленчатого вала через n (мин-1), то средняя скорость поршня (м/с) определяется следующим образом: vm = sn/30. Считают, что у малооборотных дизелей 4<vm<6 м/с, у среднеоборотных —6<vm< 9 м/с, у высокооборотных 9<vm<13 м/с, у дизелей повышенной оборотности vm>13 м/с.
Средняя скорость поршня может приниматься в качестве одного из вспомогательных классификационных параметров на основании того, что она характеризует конструкции геометрически подобных ДВС по целому ряду показателей. Чем выше vm, тем больше динамическая напряженность дизеля и тем больше вероятность изнашивания ряда ответственных деталей, в первую очередь цилиндропоршневой группы (ЦПГ). С момента появления дизелей параметр vm неуклонно возрастал и к настоящему времени достиг определенного предела, обусловленного прочностью материалов, применяемых в современном двигателестроении. Установлено, что динамическая напряженность двигателя пропорциональна квадрату средней скорости поршня, т.е., например, при увеличении vm в три раза динамические напряжения возрастут в девять раз, что при прочих равных условиях потребует девятикратного усиления прочностных характеристик материала. Максимальные значения vm(14,6—17,5 м/с) были достигнуты еще в прошлом десятилетии и к настоящему времени (в связи с тем, что запасы прочности материалов в основном исчерпаны) средняя скорость поршня почти не растет.
Степень форсирования дизеля, как она измеряется и что определяет
Степень форсирования дизеля Pef—это комплексный показатель его тепловой и динамической напряженности. Измеряется она как произведение pmevm Для двухтактных дизелей и 0,5pmevm для четырехтактных дизелей. Степень форсирования можно также представить как частное от деления pе на суммарную площадь (дм2) поршней дизеля. У нефорсированных дизелей Pef<20, у форсированных 20<Pef<60, у высокофорсированных 60<Pef<100. Отсюда следует, что чем больше Pef, тем напряженнее работает дизель.
Степень сжатия и ее численное значение у различных двс
Степень сжатия (с) — это отношение наибольшего и наименьшего объемов цилиндра двигателя (рис. 3) в процессе сжатия заряда цилиндра: с=Vt/Vс.
При пуске холодного дизеля температура в конце сжатия должна быть такой, чтобы обеспечивалось самовоспламенение топлива. Как показала практика, это требование удовлетворяется, если у дизеля без наддува степень сжатия не менее 12, а с наддувом — не менее 11.
Рис.3 К определению степени сжатия.
Степень сжатия устанавливают согласно заводской инструкции и регулируют изменением объема камеры сжатия цилиндра. Для малооборотных дизелей степень сжатия составляет 13—14, высокооборотных —14—15,5, дизелей с раздельными камерами сжатия —15—23, с наддувом—12—14; бензиновых — 5—9, газовых — 5—10.
Давления сжатия и сгорания; их значения для различных двс
Давление сжатия (рс) — это давление в цилиндре в конце процесса сжатия заряда. Давление сгорания (рmах) — это давление газов, развивающееся в цилиндре при сгорании топлива; оно является наибольшим давлением рабочего цикла двигателя. Значения рс для ДВС лежат в следующих пределах:
Дизели |
Малооборотные |
Высокооборотные |
С наддувом |
Газовые |
Карбюраторные |
рс, МПа. |
30-38 |
35-45 |
40-60 |
0,1-0,5 |
0,5-1,0 |
Конечное давление сжатия зависит, прежде всего, от степени сжатия. На величину рс значительное влияние оказывает также состояние отдельных деталей ДВС. Давление сжатия уменьшается при изнашивании поршневых колец и цилиндровых втулок, в случае разрегулирования и изнашивания клапанов или при нарушении их герметичности, а также в результате отложений кокса. Уменьшение рс одновременно во всех цилиндрах может произойти из-за недостаточной подачи воздуха, вызванной, например, закоксовыванием продувочных окон, падением давления продувочного воздуха и т.п.
При работе дизеля лимитирующую роль в выборе рс играет максимальное давление сгорания рmax, которое принимают при расчете деталей ДВС на прочность. Поэтому давление pmах не должно превышать значений, указанных в формуляре двигателя. Обычно значение рmах при полной нагрузке составляет:
Дизели |
Малооборотные |
Высокооборотные |
С наддувом |
Газовые |
Карбюраторные |
рс, МПа |
4,5-7,0 |
5,5-7,0 |
7,0-10,0 |
12,0-15,0 |
3,0-4,5 |