Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Контрольная_работа_рабочие_процессы1.doc
Скачиваний:
12
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
8.31 Mб
Скачать

4.6. Расход топлива двигателем, мощность двигателя и его удельный расход топлива

Расход топлива – Gт = Gтц*i*N*60/2 [кг/час], 4.10

где i*N*60/2 – количество циклов, совершаемых рабочим телом во всех цилиндрах двигателя за 1 час.

Мощность двигателя определим с учётом его механического коэффициента полезного действия и полагая, что полнота наполнения цилиндров двигателя рабочим телом учтена значением давления воздуха в начале процесса сжатия.

Pemax= Ni*ηм 4.11

Механический коэффициент полезного действия примем в соответствии с рекомендациями [2] равным ηм = 0.76. Это значение механического коэффициента полезного действия учитывает, в том числе, затраты мощности на собственные нужды, работу вентилятора системы охлаждения, зарядку аккумулятора и др.

По определению удельный расход топлива двигателя равен

qe = 1000*Gт/Pemax [г/кВт*час] 4.12

Смысл удельного расхода топлива можно трактовать двояко.

1. Удельный расход топлива тепловым двигателем – это расход, затрачиваемый на производство единицы мощности.

2. Удельный расход топлива – это количество топлива, затрачиваемого на производство 1кВт*час работы

5. Индикаторная диаграмма цикла

Индикаторная диаграмма цикла – это графическое изображение термодинамического цикла в координатах давление – объём рабочего тела (P-V диаграмма). В разделе 3 приведены аналитические зависимости, связывающие между собой параметры состояния рабочего тела во всех составляющих цикл термодинамических процессах. Аналитические связи получены в том числе и для параметров давление – объём рабочего тела. Эти зависимости совместно с исходными данными – параметры рабочего тела в начальной точке, степень сжатия, степень повышения давления и степень предварительного расширения позволяют графически изобразить индикаторную диаграмму цикла.

Из изложенного ясно, что существуют две возможности графического построения индикаторной диаграммы. Первая возможность – это построение аналитических кривых зависимостей давления рабочего тела от его объёма для каждого составляющего цикл термодинамического процесса с помощью какого-либо современного графического пакета (Hyper Mesh, AGrapher, MathCad, AutoCAD и т.д.).

Вторая возможность – это построение диаграмм по предварительно рассчитанным координатам давление – объём рабочего тела в отдельных точках термодинамических процессов. Для этого объём рабочего тела в каждом термодинамическом процессе разделяется на ряд промежутков и на границах всех промежутков рассчитывается давление рабочего тела. По полученным точкам строится индикаторная диаграмма цикла.

6. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Скоростная характеристика двигателя – это зависимости эффективной мощности двигателя, вращающего момента, расхода топлива и удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Зачастую наибольший интерес представляет внешняя скоростная характеристика двигателя, соответствующая его работе с наибольшей цикловой подачей топлива.

На основании большого количества экспериментальных исследований поршневых двигателей внутреннего сгорания были получены эмпирические зависимости, описывающие внешнюю скоростную характеристику двигателя [4].

Так, мощность двигателя может быть описана зависимостью

Pe = Pemax*(a*No + b*No2 – c*No3), 6.1

в которой

Pemax - максимальная мощность двигателя (при заданной в исходных данных частоте вращения двигателя);

Pe - мощность двигателя;

No = Nт/N–относительная частота вращения коленвала, представляющая собой отношение текущей частоты к частоте вращения коленвала при максимальной мощности;

– текущая частота вращения коленвала двигателя;

N – частота вращения коленвала двигателя, заданная в исходных данных курсового проекта.

a, b и c – эмпирические коэффициенты.

Для дизельных двигателей в [4] рекомендуется выбирать значение коэффициента а = 0.5 – 0.7. Коэффициенты b и c следует получать решением системы уравнений

a + bc = 1 (для обеспечения Pe = Pemax при No = 1);

a + 2*b – 3*c = 0 (т.к. при No = 1 мощность двигателя принимает максимальное значение).

При построении внешней скоростной характеристики двигателя его максимальную мощность следует определять по зависимости 4.11, расход топлива принимать прямо пропорциональным частоте вращения коленвала, а удельный расход топлива рассчитывать по зависимости 4.12.

Вращающий момент двигателя рассчитывается по формуле

Te = Pe/ω, 6.2

где ω = 2*π*N/60 – текущая угловая скорость вращения коленвала двигателя