Előadás 5

Gazdasági hatékonyság és hatékonyság motort.

A motor hőegyensúlya.

Mechanikus veszteségek a motorban

A mutató munka egy részét súrlódásra fordítják a motor kapcsolódó mozgó részeiben, a gázcserélési folyamatban és a segéd mechanizmusok aktiválásában. A futó motorban súrlódás következik be a henger és a dugattyú között, dugattyúgyűrűkkel, főtengellyel és csapágyakkal; a lendkerék és a forgattyústengely hajtókarjai és a levegőbe helyezés között (szellőzési veszteségek); más forgó és mozgó részek és tartóik és vezetőik között (például a vezérműtengely és a tartó, fogaskerekek stb.).

Ha az autó motorja terhelés nélkül fut (például a tengelykapcsoló kikapcsolt állapotában), az összes indikátor munkája súrlódással, a segéd mechanizmusok aktiválásával és a gázcserével történik. Ha a motor terhelés alatt fut, a veszteség mértéke némileg változik a termikus rendszer változása és a gázok erőinek hatása miatt.

Bemutatjuk a következő jelölést:

Ntr - a súrlódásra fordított energia;

NĘm - a segéd mechanizmusok (víz- és olajszivattyúk, ventilátor, generátor stb.) Meghajtása;

Ngas - a friss töltés bevitelére és a kipufogógázok motorhengerből történő felszabadítására fordított teljesítmény (csak négyütemű motoroknál figyelembe veendő);

Nk - a kompresszor működtetésére fordított teljesítmény (motorok túltöltéssel és nyomógombokkal); ezt a teljesítményt figyelembe veszik a kompresszor és a motor főtengelye közötti mechanikus kapcsolat esetén.

A hatalom összes költségének összegét a mechanikai veszteségek erejének nevezik

Az induktív teljesítményhez hasonlóan az Nm mechanikai veszteségek teljesítményét a következő kifejezés határozza meg:

ahol pM a mechanikai veszteségek átlagos nyomása, vagyis a bar [egyenlet (2)] vagy a kg / cm2 (egyenlet (3)] mechanikai veszteségeinek átlagos indikátornyomásának egy része;

- a henger munka mennyisége;

i a hengerek száma;

n - a főtengely fordulatszáma másodpercenként;

τ - a motor fordulatszáma, azaz a dugattyúk száma a munkaciklusonként.

ppm, rv.m, pgas és pk az átlagos indikátornyomás frakciói, amelyeket súrlódás, segéd hajtás, gázcsere és kompresszor hajtásként fogyasztanak.

A teljes aránya a mechanikai veszteség, ha a motor kompresszor nélkül egy nagy része (körülbelül 70%) vannak súrlódó a dugattyú és a dugattyúgyűrűk a henger falai és a főtengely csapágyak.

A négyütemű motorok gázcsere veszteségét a lökés nélkül a b1rab1 árnyékolt terület határozza meg (1. ábra).

1. ábra Négyütemű motorra gázcserére fordított munka

Körülbelül a gázcsere során felhasznált átlagos indikátornyomás törtrészét lehet kiszámítani az alábbi egyenlettel:

ahol

- nyomás az r ponton (1. ábra);

A kompresszor hajtásának teljesítménye a típusától, a hatékonyságtól és az általa szállított levegő mennyiségétől függ, és speciális képletekkel számolható.

A mechanikai veszteségek teljesítménye a motor típusától, a henger átmérőjétől, a lökethossztól, a sebességtől és a terhelési körülményektől és a működési körülményektől függ. A négyütemű motorok vizsgálatánál azt találtuk, hogy a ppm + rem + pgas = pM összeg a motor fordulatszámától függ:

ahol a és

- állandó együtthatók a motortípustól függően;

- a dugattyú átlagos sebessége m / sec-ban;

(A dugattyú S - lökete m - ben, n - a főtengely fordulatszáma percenként.

Négyütemű szikragyújtású motorokhoz

A mechanikus veszteségek teljesítménye a hűtővíz és a motorolaj hőmérsékletétől is függ. Ahogy az olaj és a víz hõmérséklete megemeli a motort, a súrlódási veszteségek csökkenõek. A túlzott hőmérséklet-emelkedés az olajfólia megsemmisítéséhez és a félszáraz súrlódás megjelenéséhez vezet.

A hűtővíz és az olaj hőmérséklete, amelynél a motort működtetni kell, a specifikáció tartalmazza.

2. Hatékony teljesítmény és mechanikai hatékonyság. a motort

A motor forgattyús tengelyén elérhető és a munkagép meghajtására használt teljesítményt hatékony teljesítménynek nevezik, amelyet Ne jelöli.

A tényleges teljesítmény egyenlő az indikátor teljesítmény és a mechanikai veszteségek közötti különbséggel:

A tényleges teljesítményértéket az alábbi képlet adja meg:

ahol

bar vagy kG / cm 2 (8)

A p mennyiséget az átlagos effektív nyomásnak nevezik; hasonló az átlagos indikátornyomáshoz

Ez mutatja a ciklus munkáját a henger térfogati térfogatára vonatkoztatva. és olyan feltételes folyamatos működésű nyomás, amelynél a dugattyú egy ütemében előállított gázok működése megegyezik a ciklusonkénti hatékony munkavégzéssel.

A mechanikai veszteségeknek megfelelő indikátor teljesítmény hányadát a mechanikai hatékonyság értéke határozza meg.

A 2. ábra mutatja a mechanikai hatékonyság függését. a motorterheléstől. Az átlagos jelzőt és a tényleges ciklusnyomást az abszcissza tengelyen ábrázolják, utóbbi pedig a motor terhelését jellemzi. Amikor a motor alapjáraton van

. Ilyen körülmények között az effektív teljesítmény, az átlagos effektív nyomás és a mechanikai hatékonyság. egyenlő nullával. Amint a terhelés nő, a mechanikai hatékonyság növekszik, elérve maximális értékét teljes motorterhelés mellett.

2. ábra A mechanikai hatékonyság függvénye a motorterheléstől

Hatékony teljesítmény, mechanikai veszteségek és mechanikai hatékonyság Határozza meg a motort a fékállványon.

Gazdasági hatékonyság és hatékonyság a motort

A motor minőségének egyik fő mutatója az üzemanyag-fogyasztás vagy a gazdaságosság.

Ha a motort egy adott állandósult állapotban álló állványon tesztelik, i = const, pi = const és n = const) mérik a megfelelő energiafogyasztásig fogyasztott üzemanyag mennyiségét. A mérés eredményei alapján meghatároztuk a felső G LT óránkénti fogyasztását kg-ban.

A motor gazdaságosságát a tüzelőanyag mennyisége grammonkénti fogyasztásonként 1 kWh vagy 1 LE esetén becsülik meg. ezt az értéket egyedi üzemanyag-fogyasztásnak nevezik:

Tényleges üzemanyag-fogyasztás:

a (11), (12) és (13) képletekben a teljesítmény kW-ban kifejezve. A régi egységrendszerben történő kiszámításnál a képletek ugyanolyan formában vannak, mint a mennyiségek

és

ls. majd

és

legyen a dimenzió r / (h / h).

Ha az indikátor-specifikus üzemanyag-fogyasztás ismert, akkor a jelző hatékonysága:

ahol 3600 kJ / (kw · h) az átváltási tényező; Sem MJ / kg, sem gi in g / (kWh).

A mutató hatékonysága

kevesebb hőhatás mivel a ciklus hiányosságaiból adódó további veszteségek. Ezeket a további veszteségeket relatív hatékonysággal becsülik meg. Figyelembe véve az egyenértékben elfogadott dimenziókat (14), a relatív hatékonyság:

A tényleges hatásra átszámított hősök becsült értékét a tényleges hatékonysági tényező teszi ki. Ha kifejezzük az Η-t MJ / kg-ban, akkor g / (kw · h), akkor

A fent megadott képletek alapján meg lehet határozni a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztást, ha a motorvizsgálatok eredményeképpen az óránkénti üzemanyag-fogyasztás és teljesítmény ismeretes.

4. A motor hőegyensúlya

A motor hõmérlegét különbözõ körülmények között végzett vizsgálatok alapján kapják meg.

A hőegyensúly-egyenlet a következő alakú:

ahol g

- a motor hajtóművének megadott időtartamonként történő megtételére fordított teljes hőmennyiség;

- a motor hatékony működésével egyenértékű hő;

- a hűtőközegbe juttatott hő;

- a motor által kibocsátott hő a kimerült gázokkal;

- nem használta fel az üzemanyag hõjének egy része miatt

egy olyan maradványegyenleg, amely meghatározza azokat a veszteségeket, amelyeket a fent említett tagok nem vesznek figyelembe a hőegyenleg egyenletében.

A mérleg minden komponensét a teljes hőmennyiség százalékában határozhatjuk meg.

;

Az 1 óra alatt felhasznált hő teljes mennyisége:

ahol

- óra üzemanyag-fogyasztás kg / h-ban.

A hatékony munkavégzésnek megfelelő hő

A hőt a hűtőközegbe a hengerek falán át, a hengerfejre átvitték. A dugattyú és a dugattyúgyűrűk vízhűtéssel határozhatók meg az alábbi egyenlet szerint:

ahol a 4,186 a víz hőteljesítménye kJ / (kg · deg);