Индикаторные показатели работы дизеля

Общие показатели рабочего цикла делятся на индикаторные (внутренние) и эффективные (внешние). Первые характеризуют степень совершенства цикла с учётом только потерь теплоты; вторые, кроме потерь теплоты, учитывают также механические потери при передаче энергии расширения газов на коленчатый вал дизеля.

1. Среднее индикаторное давление (Pi , МПа) представляет собой условное, постоянное давление, при действии которого на поршень за время одного хода поршня совершается работа, равная индикаторной работе газов за цикл. Геометрический смысл среднего индикаторного давления в том, что это величина постоянного давления условной прямоугольной диаграммы, равной по длине и равновеликой по площади индикаторной диаграмме.

Рис. 4.1 – Индикаторная диаграмма работы замкнутого цикла

Если работу за цикл Li отнести к единице рабочего объёма цилиндра, то получим среднее индикаторное давление, МПа

. (4.1)

То есть среднее индикаторное давление представляет собой работу, приходящуюся на единицу рабочего объёма цилиндра.

Li – индикаторная работа расчётного цикла, КДж;

Vh – рабочий объём цилиндра, м3.

Полезная индикаторная работа цикла определяется как разность работ сжатия и расширения

Рис. 4.2 – Расчётная индикаторная диаграмма

Li = LYZ + LZB + LAC

LYZ =PZ (VZ - VY)

LZB =(PZ VZ - PB VB)/(n2 - 1)

LAC =(PC VC - PA VA)/(n1 - 1)

Li =PZ (VZ - VY) + (PZ VZ - PB VB)/(n2 - 1) - (PC VC - PA VA)/(n1 - 1)

Vh = VC (ε - 1)

Подставляя полученные значения в формулу (14.1), получим

Рi =[PZ (VZ - VY) + (PZ VZ - PB VB)/(n2 - 1) - (PC VC - PA VA)/(n1 - 1)]/[VC (ε - 1)]

Заменим ряд выражений уже известными

PZ = λ PC; ; ; ; ; ε = ρ δ

и вынося за скобки PС найдём среднее индикаторное давление расчётного цикла

(4.2)

Среднее индикаторное давление действительного цикла меньше расчётного из-за скруглений индикаторной диаграммы на участках cyz ab, а также вследствие отклонений действительных процессов сжатия и расширения от политропных. В связи с этим

где ζ - коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

Для 2-тактных ДВС ζ = 0,96 ÷ 1,0

Для 4-тактных ДВС ζ = 0,95 ÷ 0,97

В двухтактных двигателях среднее индикаторное давление определённое по формуле (14.2) относится к полезному ходу поршня (в расчётах оперируют с действительной степенью сжатия); Поэтому для полного хода поршня

.

На практике Pi определяют путём интегрирования экспериментальной диаграммы

Значения Pi для современных дизелей

4-тактные без наддува Pi = 0,6 ÷ 0,9 МПа;

4-тактные с наддувом Pi = 0,9 ÷ 2,5 МПа;

2-тактные без наддува Pi = 0,6 ÷ 0,8 МПа;

2-тактные с наддувом Pi = 0,8 ÷ 1,8 МПа.

2. Индикаторная мощность (Ni, кВт)

Индикаторная мощность – это мощность, соответствующая индикаторной работе за цикл.

Индикаторная работа за цикл, кДж

Li = VhPi,

где Vh – рабочий объём цилиндра, м3;

Pi – среднее индикаторное давление, кПа.

Рабочий объём цилиндра, м3

,

где D – диаметр цилиндра, м;

S – ход поршня, м.

С учётом этого

.

Индикаторная мощность цилиндра, кВт

,

где n – частота вращения двигателя, мин-1;

z – коэффициент тактности, z = 1 для двухтактных ДВС, z = 0,5 для четырёхтактных ДВС.

Для многоцилиндрового двигателя

,

где i – число рабочих цилиндров.

Для двигателя выполненной конструкции можно записать

,

.

Рекомендуем также:

Основные принятые обозначения по тепловому расчету
Сn - средняя скорость поршня, м/с; D - диаметр цилиндра двигателя, м; gc, gh, go - элементарный состав топлива в долях кг, соответственно углерода водорода, кислорода. gi - удельный индикаторный расход топлива, г/кВт-ч; ge - удельный эффективный расход топлива, г/кВт-ч; gT- часовой расход топ ...

Новые вагоны грузовой компании Railion Deutschland
В последние годы компания Railion Deutschland, как и другие компании, входящие в состав холдинга железных дорог Германии (DBAG), постоянно обновляет парк грузовых вагонов за счет ввода в эксплуатацию: новых вагонов, в основном специализированных, предназначенных для перевозки грузов горнодобывающе ...

Перспективы развития отрасли
Итак, мы рассмотрели современное состояние одноковшовых экскаваторов, область их применения и эксплуатационные особенности. Дальнейшее же развитие получит строительная техника с ковшами малой емкости. Проведенные исследования показали, что лучшими являются многомоторные гидравлические и электриче ...