Главная
страница 1страница 2страница 3 ... страница 6страница 7
Тема № 4. Понятие о среднем индикаторном давлении, индикаторной и эффективной мощности.

Цель занятия: сформировать у студентов понятие о среднем индикаторном давлении, индикаторной и эффективной мощности.

Воспитательная цель: прививать студентам добросовестное отношение к изучению излагаемого материала.

Тип занятия: урок изложения нового материала.



Основная часть занятия: 80 мин.
Учебные вопросы:

  1. Понятие о среднем индикаторном давлении и индикаторной мощности.

  2. Понятие об эффективной мощности и среднем эффективном давлении.

1. Среднее индикаторное давление и индикаторная мощность

Под средним индикаторным давлением pi понимают такое условное постоянное давление, которое, действуя на поршень в течение одного рабочего хода, совершает работу, равную индикаторной работе газов в цилиндре за рабочий цикл.

Согласно определению, среднее индикаторное давление — это отношение индикаторной работы газов за цикл Li к единице рабочего объема цилиндра Vh, т. е.

pi = Li/Vh. (4.1)

При наличии индикаторной диаграммы, снятой с двигателя (рис. 1), среднее индикаторное давление можно определить по высоте прямоугольника, построенного на основании Vh, площадь которого равна полезной площади индикаторной диаграммы, представляющей собой в некотором масштабе индикаторную работу Li.

Определив с помощью планиметра полезную площадь F индикаторной диаграммы (м2) и длину l индикаторной диаграммы (м), соответствующую рабочему объему цилиндра, находят значение среднего индикаторного давления

рi=Fm/l, (4.2)

где т — масштаб давления индикаторной диаграммы, Па/м.

Средние индикаторные давления при номинальной нагрузке у четырехтактных бензиновых двигателей 0,8—1,2 МПа, у четырехтактных дизелей 0,7—1,1 МПа, у двухтактных дизелей 0,6—0,9 МПа, а у газовых двигателей 0,6—0,8 МПа.

Индикаторной мощностью Ni; называют работу, совершаемую газами в цилиндрах двигателя в единицу времени.

Индикаторная работа (Дж), совершаемая газами в одном цилиндре за один рабочий цикл,



Li=PiVh. (4.3)

Рис. 6. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя


Так как число рабочих циклов, совершаемых двигателем в секунду, равно 2п/, то индикаторная мощность (кВт) одного цилиндра

Ni =(2/)plVh n 10 (4.4)
где п — частота вращения коленчатого вала, с-'; — тактность двигателя— число тактов за цикл (=4 — для четырехтактных двигателей и = 2 — для двухтактных).

Индикаторная мощность многоцилиндрового двигателя при числе цилиндров i



Ni=(2/)plVh ni 10. (4.5)
2.Эффективная мощность и среднее эффективное давление.

Эффективной мощностью Ne называют мощность, снимаемую с коленчатого вала двигателя для получения полезной работы.

Эффективная мощность меньше индикаторной Ni на величину мощности механических потерь Nм, т. е.

Nе = Ni-Nм. (4.6)

Мощность механических потерь затрачивается на преодоление трения между трущимися поверхностями деталей двигателя и на приведение в действие вспомогательных механизмов и приборов.

Механические потери в двигателе оцениваются механическим КПД , который представляет собой отношение эффективной мощности к индикаторной, т. е.

= Nе / Ni = (Ni- Nм )/ Ni = 1- Nм / Ni . (4.7)

Для современных двигателей механический КПД составляет 0,72—0,9. Зная величину механического КПД, можно определить эффективную мощность



Ne= /Ni. (4.8)

Аналогично индикаторной мощности определяют мощность механических потерь



Nм=(2/) pм Vh i 10 (4.9)
где рм — среднее давление механических потерь, т. е. часть среднего индикаторного давления, которая расходуется на преодоление трения и на привод вспомогательных механизмов и приборов.

Согласно экспериментальным данным для дизелей



р = l,13 + 0,l cm; (4.10)

для карбюраторных двигателей



р = 0,35 + 0,12 , cm (4.11)

где ст — средняя скорость поршня, м/с.

Разность между средним индикаторным давлением pi и средним давлением механических потерь рм называют средним эффективным давлением ре, т. е.

р= рi р. (4.12)

Эффективная мощность двигателя Ne (кВт) аналогично индикаторной мощности может быть выражена через среднее эффективное давление



Ne=(2/) peVh ni 10 (4.13)

откуда среднее эффективное давление



р = 103 Ne (2 Vh ni). (4.14)

Среднее эффективное давление при номинальной нагрузке у четырехтактных бензиновых двигателей 0,75—0,95 МПа, у четырехтактных дизелей 0,6—0,8 МПа, у двухтактных дизелей 0,5—0,75 МПа, а у газовых двигателей 0,65—0,8 МПа.



Контрольные вопросы:

1.Дать определение среднего эффективного давления и индикаторной мощности?

2.Дать определение среднего эффективного давления и эффективной мощности?

План – конспект

проведения занятия по дисциплине: «Двигатели внутреннего сгорания. Автомобили и тракторы».



Тема № 5. Индикаторный КПД, эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива.

Цель занятия: сформировать у студентов сведения о диаграммах действительных (рабочих) циклов бензиновых и дизельных ДВС.

Воспитательная цель: прививать студентам добросовестное отношение к изучению излагаемого материала.

Тип занятия: урок изложения нового материала.



Основная часть занятия: 80 мин.
Учебные вопросы:

1. Индикаторный КПД и удельный индикаторный расход топлива.

2. Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива.

1.Экономичность действительного рабочего цикла двигателя определяют индикаторным КПД и удельным индикаторным расходом топлива gi. Индикаторный КПД оценивает степень использования теплоты в действительном цикле с учетом всех тепловых потерь и представляет собой отношение теплоты Q,, эквивалентной полезной индикаторной работе, ко всей затраченной теплоте Q, т. е. Теплота (кВт), эквивалентная индикаторной работе за 1 с,



Qt=Nt. (5.1)

Теплота (кВт), затраченная на работу двигателя в течение 1 с,



Q = GtQp, (5.2)

где GT— расход топлива, кг/с; QHp — низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг.

Подставляя значения Qi- и Q в равенство (а), получим

= Ni/(GT Q). (5.3)

Удельный индикаторный расход топлива [кг/(кВт-ч)] представляет собой отношение секундного расхода топлива GT к индикаторной мощности Ni, т. е.



gi =(GT/Ni)3600, (5.4)

или [г/(кВт-ч)]

gi =(Gт/Ni)3,6.105. (5.5)

Значения индикаторного КПД и удельного индикаторного расхода топлива для современных двигателей при их работе на номинальном режиме приведены в табл. 1.

Таблица 1

Тип двигателя

Индикаторный КПД

Эффективный КПД

Удельный

индикаторный

расход

топлива gі,



г/(кВт • ч)

Удельный эффективный

расход топлива ge,

г/(кВт • ч)


Бензиновые ..

Дизели.......

Газовые.......


0,28—0,38 0,43—0,52 0,28—0,34

0,26—0,32 0,35—0,45 0,23—0,30

240—300 160—200

280—320 190—240

2. Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива

Экономичность работы двигателя в целом определяют эффективным КПД и удельным эффективным расходом топлива ge.

Эффективный КПД оценивает степень использования теплоты топлива с учетом всех видов потерь как тепловых, так и механических и представляет собой отношение теплоты Qe, эквивалентной полезной эффективной работе, ко всей затраченной теплоте GtQ, т. е.



e=Qe/(GT Q) = Ne/(GТ Q). (5.6)

Так как механический КПД равен отношению Ne к Ni, то, подставляя в уравнение значения Ne и /N, получим



м=Ne/Ni = e / i, откуда e=i м (5.7)

или [г/(кВт-ч)]

т. е. эффективный КПД двигателя равен произведению индикаторного КПД на механический.

Удельный эффективный расход топлива [кг/(кВт-ч)] представляет собой отношение секундного расхода топлива GT к эффективной мощности Ne, т. е.



ge = (QT/Ne)3600, (5.8)

ge=( QT /Ne)3,6. 10 (5.9)

Значения эффективного КПД и удельного эффективного расхода топлива для современных двигателей при их работе на номинальном режиме приведены в табл. 1.



Контрольные вопросы:

1.Что собой представляет диаграмма рабочего цикла бензинового ДВС ?

2. Что собой представляет диаграмма рабочего цикла дизельного ДВС ?

3. Что собой представляет диаграмма рабочего цикла двухтактного ДВС ?



План – конспект

проведения занятия по дисциплине: «Двигатели внутреннего сгорания. Автомобили и тракторы».



Тема № 6. Построение индикаторной диаграммы.

Цель занятия: сформировать у студентов сведения о построении индикаторных диаграмм.

Воспитательная цель: прививать студентам добросовестное отношение к изучению излагаемого материала.

Тип занятия: урок изложения нового материала.



Основная часть занятия: 80 мин.
Учебные вопросы:

  1. Построение индикаторной диаграммы.

1.Рабочий цикл в графической форме может быть выражен в виде индикаторной диаграммы, которая в координатах рV представляет собой зависимость давления в цилиндре от объема (рис. 1, а и б).

Индикаторная диаграмма, снятая с помощью индикатора или иным путем непосредственно с работающего двигателя, называемая действительной индикаторной диаграммой, дает возможность объективно судить о протекании рабочего цикла. Весьма важной особенностью индикаторной диаграммы является то, чго ее площадь пропорциональна работе, совершаемой в цилиндре газами.

На этом основании по величине площади диаграммы и числу циклов в единицу времени возможно определить мощность, развиваемую газами внутри цилиндра, называемую индикаторной мощностью.



Рис. 7. Действительные индикаторные диаграммы четырехтактного (а) и двухтактного (б) двигателей и диаграммы выпуска и впуска четырехтактного двигателя без наддува (в) и с наддувом (г), снятые индикатором со слабой пружиной.

В четырехтактных двигателях площадь диаграммы, определяющая работу за цикл (см. рис. 1, а), состоит из площади, соответствующей «положительной» работе, полученной за такты сжатия и расширения, и площади, представляющей собой «отрицательную» либо «положительную» работу газов при осуществлении тактов впуска и выпуска (работу насосных ходов).

В четырехтактных двигателях без наддува работа насосных ходов отрицательна, а в двигателях с наддувом может быть как отрицательной (при рrк — рис. 1, в), так и положительной (при pк>рr — рис. 1, г). Принято работу газов в период газообмена включать в механический КПД, и поэтому при определении работы цикла она не учитывается.



В двухтактных двигателях вся площадь индикаторной диаграммы представляет собой полезную индикаторную работу (см. рис. 1, б). Чем больше индикаторная работа Li, тем лучше степень использования рабочего объема цилиндра двигателя V's.



2.Расчет и построение индикаторноїй диаграммы




двигателя 6 ЧН15/18 (для примера)










Расчетную индикаторную диаграмму строят по даным расчета рабочего цикла. В дальнейшем эта диаграмма является исходными данными для динамического расчета и расчета на прочность двигателя. Построение диаграммы выполняют аналитическим методом, так как графические методы построения дают большие неточности.





































Ординаты точек политропы сжатия и расширения рассчитывают при помощи следующих формул:













– для процесса сжатия:








































































– для процесса расширения:








































































где v/vc = εx - отношение объемов, которое представляет собой текущее значение степени сжатия.














































Для расчета и построения индикаторноїй диаграмми необходимо ввести следующие данные:
Таблица 1.








































Показатель политропы сжатия n1

1,364







Показатель политропы расширения n2

1,2542







Давление в конце сжатия pc, МПа

4,04969







Максим. давление сгорания pz, МПа

6,4136







Степень предварительного розширення ρ

1,429







Степень сжатия, ε

15,5


































Рассчитывается шаг по оси ординат

0,70355































Таблица 2.
















V/Vc

pст

pрозш




1,00

6,41

 




1,00

4,05

6,41




1,43

2,49

6,41




2,13

1,44

3,88




2,84

0,98

2,71




3,54

0,72

2,06




4,24

0,56

1,64




4,95

0,46

1,35




5,65

0,38

1,14




6,35

0,33

0,99




7,06

0,28

0,87




7,76

0,25

0,77




8,46

0,22

0,69




9,17

0,20

0,62




9,87

0,18

0,57




10,58

0,16

0,52




11,28

0,15

0,48




11,98

0,14

0,45




12,69

0,13

0,41




13,39

0,12

0,39




14,09

0,11

0,36




14,80

0,10

0,34




15,50

0,10

0,32




15,50

 

0,10














Контрольные вопросы:

1.Что собой представляет диаграмма рабочего цикла ДВС ?

2. Какой порядок построения индикаторной диаграммы?

План – конспект

проведения занятия по дисциплине: «Двигатели внутреннего сгорания. Автомобили и тракторы».




<< предыдущая страница   следующая страница >>
Смотрите также:
Ильичевський морской коледж
1155.84kb.
7 стр.
Морской г. Алушта Отель Морской
47.44kb.
1 стр.
Фредерик Марриет Морской офицер Франк Мильдмей
5590.05kb.
24 стр.
Российско-норвежский морской партнериат пройдёт в Санкт-Петербурге
24.76kb.
1 стр.
Правила морской перевозки натурального каучука и латекса
129.34kb.
1 стр.
Правила по морской торговле Глиссандо Участниками морской торговли являются
73.73kb.
1 стр.
Проблемы морской экономической границы между россией и США
110.73kb.
1 стр.
Правила безопасности морской перевозки крупногабаритных и тяжеловесных грузов (ктг)
873.55kb.
4 стр.
Создание Сухумской научной морской станции (1948-57 гг.)
334.83kb.
1 стр.
Доклад о сотрудничестве между Базельской конвенцией и Международной морской организацией Доклад секретариата
131.73kb.
1 стр.
Морской разбой в вест-индии как источник первоначального накопления капитала
203.7kb.
1 стр.
Углеводородокисляющие бактерии и ассимиляционный потенциал морской воды Северного Каспия 03. 02. 08. Экология (биология)
363.17kb.
3 стр.