15.Мощность двс. Что она из себя представляет и в каких единицах измеряется.

Отличают индикаторные (газовые) и эффективные (соответствующие выходу коленчатого вала) мощности – N_i и N_e.

Мощность – работа, совершаемая за секунду. Измеряется в л.с. или в кВт (1 кВт = 1,36 л.с.).

Такая единица как лошадиная сила представляется не совсем удачной, поскольку при ее использовании у обучающихся понятие «мощность» обычно ассоциируется с понятием «сила».

Более удачным представляется термин – «лошадиная единица» (л.е.).

Диапазон мощностей автотракторных ДВС – 7…313 кВт (и более), а вообще у двигателей отечественного производства до 18382 кВт.

Индикаторная мощность двигателя – работа, совершаемая газами за одну секунду, т.е. это мощность газов, находящихся внутри цилиндра двигателя.

Она определяется по выражению: =сP_in, кВт,

где c=0,0166V_hi;  – коэффициент тактности; для четырехтактного двигателя =0,5, для двухтактного =1; i – число цилиндров двигателя.

Здесь р_i – в кПа, D и S в м, V_h – в м³, п – мин^-1.

Удельная поршневая мощность – мощность, приходящиеся на единицу площади поршня:

Т.к. - средняя скорость поршня, то получается, что N_in=0,498 (C_mр_i).

Удельная литровая мощность – мощность, приходящаяся на единицу рабочего объема цилиндра:

. Таким образом, удельная литровая индикаторная мощность отличается от поршневой в 1/S раз, и поэтому также может использоваться для оценки степени форсированности двигателя. Литровая мощность наиболее часто используется для характеристики автомобильных двигателей. N_iл=40…80 кВт/л – в ДсИЗ и 12…20 – в дизелях без наддува и 20…50 – при наддуве.

16.Почему при проектировании двигателей стараются увеличить их обороты и снизить коэффициент короткоходности.

21.3 Определение основных размеров двигателя (d и s)

Основные размеры двигателя - диаметр и ход его поршня находят используя выражение для определения эффективной мощности двигателя:

N_e=0,0167P_iV_hni_м, кВт, (1)

где i - число цилиндров двигателя;

V_h - рабочий объем цилиндра, в м³;

 - коэффициент тактности, равный 1 в случае двухтактного двигателя и 0,5 - четырехтактного;

п - частота вращения, в мин^-1;

р_i - среднее индикаторное давление, в кПа.

Ориентировочную величину эффективной мощности N_e можно определить исходя из удельной мощности двигателя автомобиля или трактора из его тягового усилия.

Из выражения (1) следует: (2)

Исходя из величины V_h определяются S и D следующим образом.

Т.к. , то приняв коэффициент короткоходности к=S/D находим S=кD и затем последовательно получаем: , и

Моторесурс непосредственно зависит от средней скорости поршня, которая в свою очередь зависит от коэффициента короткоходности к. Поэтому выбору величины к следует уделять самое серьезное внимание.

Снижение к=S/D на 1% позволяет повысить частоту вращении на 0,2% (при условии снижения С_т на 0,5%).

Снижение к кроме всего прочего:повышает жесткость коленчатого вала двигателя; увеличивает коэффициент наполнения цилиндров двигателя свежим зарядом, снижает тепловые потери в охлаждающую жидкость.

Почему стараются повысить обороты:

N_e=M_k*ω= M_k*( π *n)/30

M_k=(30* N_e)/(π*n) Следовательно, при повышении оборотов Крут.момент понижается, а мощность возрастает.