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:
Гидромеханическая трансмиссия
Это комбинированная трансмиссия, которая состоит из механизмов механической и гидравлической трансмиссий. В гидромеханической трансмиссии передаточное число и крутящий момент изменяются ступенчато и плавно (см. рис. 3, в).
В гидромеханическую трансмиссию (рис. 9) входят гидромеханическая коробка ...
Процесс сжатия
Параметры рабочего тела в конце процесса сжатия – давление Рс, МПа, и температуру Тс, К, определяют по уравнениям политропного процесса по формулам:
где n1 – средний показатель политропы сжатия, величина которого зависит от многих факторов. Для приближенных расчетов его значение имеет сле ...
Проектирование технологического процесса восстановления коленчатого вала
При восстановлении коленчатых валов применяют маршрутную технологию. Примерная схема маршрутов 1 .Ш восстановления стальных коленчатых валов представлена на рисунке 4.22 ...