diesel de putere
Presiunea medie indicată
În timpul deplasării pistonului presiunea gazului din cilindru variază. forță de presiune a gazului asupra pistonului în acest sens, de asemenea, este variabilă. Munca, după cum știm, este produsul de forță, dar modul în care (în mișcare). Astfel, munca pentru ciclul de gaz de lucru poate fi calculată ca suma presiunii lucrează în cilindru pe fiecare suprafață mică (în cazul în care presiunea poate fi presupusă a fi constantă) pentru deplasarea pistonului de la acest site. Această sumă corespunde zonei diagramei indicatorului. Astfel, diagrame zonă, linia 3-4-5-3-cut (vezi. Fig. 25), exprimă gazele de lucru util pe care o desfășoară în cilindru într-un singur ciclu de lucru. Cu toate acestea, pentru a evalua activitatea din zona de afișare a ciclului diagramă, în multe cazuri, inconfortabil. Prin urmare, noțiunea de medie presiune indicată. Convențional acceptat că amploarea acestei presiuni nu este schimbat, adică. E. este constantă (Fig. 29) pentru hodaporshnya.
Fig. 29. Determinarea indicatorului de presiune medie
Apoi grafic media indicată de presiune este înălțimea dreptunghiului umbrit cu o suprafață egală cu aria diagramei indicatorului, iar baza este lungimea diagramei. Presiunea medie indicată numită condițional cea mai mare presiune permanentă la care activitatea per ciclu este egal cu gazul din cilindru. Motoarele diesel pentru locomotive medie pi presiune indicată este în intervalul 0,58-1,76 MPa (6-18 kgf / cm2). Înainte de a trece la calculul lucrărilor și puterea unui motor diesel, pentru a afla ce este energia.
CONCEPTUL DE ENERGIE
Energia Cuvântul provine din cuvântul grecesc Energia, ceea ce înseamnă o acțiune, activitate. Distinge între energia cinetică și potențială. Energia cinetică posedat de către orice organism în mișcare: tren, apă, vânt, glonț. Potențial, sau latentă. energie are un corp situat la o înălțime. Ridicați, de exemplu, ciocanul percutor la o anumită înălțime și se va ține în această poziție de putere externă. La ridicarea atacantul a trebuit să efectueze munca, care este ușor să se calculeze în cazul în care masa înmulțită cu înălțimea ascensorului. În timp ce atacantul este ridicat, are o rezervă de energie potențială acumulată în măsura în care, după cum este ridicat. Dacă eliberați acum atacantul, în timpul căderii energia potențială este transformată în energie cinetică (energia de mișcare). Energia nu poate să dispară: ea se modifică doar de la o formă la alta. Această afirmație se bazează pe bine-cunoscut Legea conservării energiei. La prima vedere, se pare că, atunci când, de exemplu, dealuri rulare cu masina sa oprit, alimentarea cu energie cinetică undeva „dispar“. De fapt, energia cinetică este transformată în căldură prin frecare părți dispozitive de frânare. Noi nu observa acest lucru, deoarece căldura de mediu ușor. Dar putem vedea inrosirea plăcuței de frână în timpul frânării bruște a trenului.
Fiecare tip de energie poate trece în cealaltă, în care o anumită cantitate de energie „dispărută“ o singură specie va da cantitate echivalentă (echivalent) de energie pentru alte specii. Cu alte cuvinte, fiecare unitate de căldură poate da o cantitate bine definită de muncă, și invers, fiecare unitate de lucru poate da o anumită cantitate de căldură.
În timpul funcționării motorului cu ardere internă, fiecare kilogram de combustibil lichid în timpul arderii alocă o anumită cantitate de căldură. Efectul termic al oricărui tip de combustibil, în special diesel, se caracterizează printr-o căldură de ardere, adică. E. Cantitatea de căldură care este eliberată în timpul arderii complete a 1 kg de combustibil.
Aceeași căldură de combustie se măsoară? Cantitatea de căldură în jouli măsurate așa cum se măsoară forța în Newtoni, iar lungimea - în metri. Sa stabilit că 1 kg de motorină atunci când căldura de ardere completă este capabil să aloce 42 500 kJ (10151 Kcal). Similitudinea dintre căldură și munca pe care acestea sunt similare. Acest lucru rezultă din una din legile de bază științifice termodinamiki- de transformare a căldurii și de a lucra unul cu celălalt.
CALCULAREA MUNCĂ ȘI putere Diesel
de lucru cu piston determinată de produsul dintre forța care acționează asupra pistonului, pe distanța parcursă. Mișcarea pistonului este limitată de pozițiile extreme. După cum sa menționat mai sus, cursa pistonului și diametrul cilindrului - valoarea este foarte importantă pentru un motor diesel. În cazul în care zona de ori piston media indicată de presiune, obținem forța medie aplicată pistonului. Acum, în cazul în care această forță, înmulțită cu distanța parcursă de piston din partea de sus spre centrul mort de jos, apoi găsi un loc de muncă, care fac gazele care acționează asupra pistonului într-un accident vascular cerebral într-un singur cilindru.
Să ilustrăm acest lucru printr-un exemplu. Lăsați presiunea medie indicată este de 0,98 MPa (10 kgf / cm2). o suprafață de piston de 0,08 m2 (800 cm2). Apoi, forța care acționează asupra pistonului motorului diesel, va fi de 0,98 X = 78,4 kN 0,08 400 N = 78 (sau 800X10 = 8000 kgf).
Să presupunem că cursa pistonului este de 330 mm sau 0,33 m (tip diesel D50). De lucru pentru a produce gaz la o mișcare a pistonului din punctul mort superior la partea de jos, va fi egală cu produsul dintre magnitudinii vigoare la circulație, și anume în Stroke: .. 78400X0,33 = 25872 Nm (sau 8000X0,33 = 2640 KPM ).
Estimăm activitatea care face ca gazul într-un cilindru de la un accident vascular cerebral pistonului. Intr-un motor diesel în patru timpi are loc pe parcursul a două rotații complete ale arborelui cotit. Prin urmare, pentru o rotație a arborelui lucrării se realizează în medie de două ori mai mică, adică. E.
25872: 2 = 12936N-m sau 2640: 2 = 1320 kpm.
Acum vom calcula puterea de motorină. Să presupunem că arborele cotit face 750 de rotații pe minut, sau 750X60 = 45000 rot / h. Deoarece funcționarea sistemelor de gaz pe rotație a arborelui, în cazul nostru este de 12 936 Nm, apoi, prin urmare, timp de 1 oră, va fi egală cu
936X45 = 12 000 582 120 000 N-m (m. E. 582120000 J., deoarece H = J-m) sau 1320H X45000 = 59400000 kgf-m.
Puterea numita munca efectuată pe unitatea de timp (a doua). Dacă pentru 1 la muncă 736 Nm (75 kgf-m) se face. atunci această putere este numită convențional un cal putere (0,736 kw sau 736 W = 75 kgf -m / s). Prin urmare, lucrările executate la o putere de 736 W (1 l. C), timp de 1 h, este egal cu 736X H3600 = 2649600 Nm (= Joule) sau 75X3600 = 270.000 kgf-m.
În consecință, puterea indicatorului în kilowați motor cu un singur cilindru este determinată atunci când lucrarea în joule timp de 1 oră, împărțit la 3600: 582 120 000 3600 = 162 kW, și în cai putere, în cazul în care exploatarea oră magnitudine 59400000 kgf-m divizat în 270000 .., adică 59400000 270 000 = 220 l. a.
Cu toate acestea, utile sau eficiente, puterea măsurată (implementată) pe arborele cotit, va fi mai mică decât indicatorul, deoarece o parte a puterii consumate în depășirea rezistenței la frecare părți de conectare mecanism bielă-manivelă la servomotor și suport mecanisme (pompe, suflante și altele.).
Amploarea acestor pierderi depinde de valoarea de prelucrare lacunelor de calitate a pieselor, temperatura și vâscozitatea uleiului și media egală cu aproximativ 20% pot fi adoptate pentru funcționare nominal. Apoi, în cazul nostru puterea efectivă pentru un singur cilindru 162 este egală cu X 0,8 = 130 kW, foc 220X0,8 = 176 l. s, iar pentru șase cilindri diesel de 6 ori, t. e. 780 kW, sau 1056 litri. a. Motoarele diesel moderne de putere ajunge la 2210 4400 kW (3000, 6000 l. C.) Într-o singură unitate.
MODURI PENTRU ÎMBUNĂTĂȚIREA CAPACITĂȚII DIESEL
Creșterea continuă a motoarelor diesel de putere - una dintre cele mai importante direcții de dezvoltare a clădirii de locomotive din țara noastră, cât și în străinătate. Cu toate acestea, soluția la această problemă este agravată de faptul că motorina este un vehicul de transport, dimensiunile care sunt limitate clearance-ul a materialului rulant și greutatea - sarcini pe șine. Creșterea dimensiunii cilindrului, sau numărul lor crește în greutate diesel. Prin urmare, pentru a efectua alte motoare de creștere a puterii diesel din cauza acest lucru nu poate fi pur și simplu. Practica arată că numărul diesel cilindru în formă de V trebuie să fie nu mai mult de 20.
Cum poate crește puterea motorului diesel în aceleași limitări generale?
O modalitate este de a utiliza un motor diesel în doi timpi, în care ciclul de lucru, așa cum este indicat mai sus, se realizează în timpul unei rotații a arborelui cotit. Cu alte cuvinte, în motor în doi timpi, cu aceeași dimensiune și aceeași rapiditate efectuate pe unitatea de timp de două ori mai multe cicluri decât în patru timpi. S-ar părea că, pentru același volum de lucru și aceeași frecvență de rotație în doi timpi de putere a motorului diesel trebuie sa fie de 2 ori mai mare motor diesel de putere în patru timpi. În practică, cu toate acestea, aceasta crește doar 1,5 1,7 ori, ca parte a puterii necesare pentru a cheltui pe unitatea suflantei necesară pentru pornirea și purjarea cilindrului; În plus, o parte a cursei pistonului, care are loc atunci când expansiunea gazului, la perioada în care orificiile de evacuare deschise (vane) și gaze în acest moment abia a efectua o muncă utilă.
O altă modalitate de a crește capacitatea - turația arborelui de motorină în creștere. Mai rapid de spin arborele cotit, cu atât mai mare va fi numărul de cicluri pe unitate de timp și mai mult de lucru se va face la un moment dat. Cu toate acestea, posibilitatea de a crește viteza de rotație a unui motor diesel este limitată la rezistența componentelor sale individuale și intensitatea uzurii care crește cu viteza de deplasare a pieselor. Viteza pieselor de legătură mecanism bielă-manivelă nu depinde numai de viteza de rotație a arborelui, ci și asupra mărimii cursei pistonului, deci luată în determinarea vitezei specifice a motorului în funcție de viteza medie a pistonului, care la motoarele diesel moderne atinge 10-12 m / s. A treia cale implică îmbunătățirea creșterea puterii diesel operațiune efectuată în cilindrii motorului în timpul fiecărui ciclu de funcționare. Și pentru a crește locuri de muncă, trebuie să ardă mai mult combustibil în cilindri. Dar va fi nevoie de mai mult aer. Cantitatea greutate de aer care se poate potrivi în crește cilindri, cu creșterea presiunii și scăderea temperaturii. Pentru a crește presiunea aerului înainte de intrarea în cilindrii de combustie ale motorului folosind supraalimentare.
