Energia și performanța economică a motorului
Energia și indicatorii economici ai motorului cu ardere internă
Schema actuală indicator
lucru util, ceea ce face ca pistonul se deplasează în interiorul cilindrului este obținut prin conversia parțială a căldurii prin arderea combustibilului. Acest lucru se numește afișaj.
Indicatorul corespunde zonei de lucru între comprimare și curba de expansiune pe diagrama curba de afișare (Fig. 1).
Zona de pe diagrama de testare, între curbele de admisie și de eliberare corespunde lucrul mecanic efectuat asupra transferului de gaz de proces (accident vascular cerebral de pompare ale pistonului). După cum se știe, punctele c și z“, obținute pe diagrama indicatorului calculat nu corespunde curgatoare proceselor reale de compresie și de ardere. Ca urmare a pre-deschidere și întârziere închiderea supapei a pistonului în raport cu porțiunea TDC și BDC zonei corespunzătoare operației de afișare, picături din diagrama indicatoare (punctată linia b'bb „).
Ca rezultat al zonei de afișare efectivă de funcționare (linie solidă) este mai mică decât calculat (linia punctată).
Pentru diagrama indicator real rotunjire coeficientul φi. Valorile coeficientului de rotunjire în funcție de tipul de motor în patru timpi poate varia .92-0.97.
cifrele indicatoare
Indicatorul de performanță numit indicatorii ce caracterizează activitatea desfășurată de gazul din cilindru. Acești parametri determină eficiența capacității motorului și gradul de conversie a căldurii eliberate în lucru util în interiorul cilindrilor.
Prin indicator de indicatori includ:
- Indicator de putere Ni;
- medie pi presiune indicată;
- indicat ηi eficiența;
- Consumul de combustibil indicator Gi specific.
Presiunea medie indicată
Presiunea medie indicată - această mare suprapresiune constantă condiționată, care, acționând asupra pistonului într-un accident vascular cerebral, efectuează o muncă egală cu gaz a lungul întregului ciclu:
în care Li - gaze de lucru într-un singur ciclu într-un cilindru al motorului; pi - presiunea medie indicată; F - suprafața pistonului; S - Stroke; Vh - volumul de accident vascular cerebral.
Apoi, putem scrie:
E. Mean indicat presiune este numeric egală cu gazul per ciclu per unitate de volum de lucru. Astfel, această componentă estimează gradul de utilizare efectivă a volumului cilindrului.
Valorile Pi pot fi obținute prin calcul sau diagrama indicator. În calculul parametrilor folosind cicluri caracteristice puncte de decontare. Astfel, operarea ciclului de facturare poate fi exprimată ca diferența dintre activitatea de compresie și expansiune:
în care L'yz + L'zb - indicator de calcul al motorului ciclu de expansiune de lucru, L'ac - munca de compresie.
Deoarece locul de muncă (și presiunea medie indicată) de cicluri valide este de fapt mai mică decât ciclul de calcul, având în vedere coeficientul de rotunjire indicatorul φi diagramă:
C pot fi găsite folosind diagrama indicator mediu indicator de presiune indicat care desemnează locuri de muncă prin zona Fi:
mp unde - scara axei ordonata a diagramei; l - lungimea abscisa diagramei.
cai putere indicată
Indicatorul de putere Ni - este puterea care se dezvoltă gaze în interiorul cilindrului. În general, puterea - este viteza de execuție a lucrărilor, și anume activitatea desfășurată pe unitatea de timp ... gaze de lucru în cilindrii motorului per 1 minute se calculează cu formula:
unde n - frecvența de rotație a arborelui cotit; τ - numărul de cicluri; i - numărul de cilindri.
Apoi, activitatea desfășurată de gaz timp de 1 sec. .. Aceasta este, indicatorul de putere va fi egală cu:
eficienţa indicată
Indicat ηi eficiență - raportul dintre căldura transformată în lucru a indicatorului Qi din cantitatea totală de căldură uzat Q1 combustibil:
în care Gtts - alimentare cu combustibil ciclic; Hi - puterea calorică netă a combustibilului.
Indicatorul de eficiență economică caracterizează ciclul real. Este întotdeauna mai mică decât randamentul termodinamic, datorită pierderilor suplimentare în ciclul activ, care nu sunt luate în considerare la determinarea ηi. Aceste pierderi includ transferul de căldură în peretele cilindrului și pierderea incompletitudinea oportunității arderii combustibilului, la disociere (descompunere) a produselor de ardere.
Pentru a evalua gradul de reducere a utilizării efective a ciclului termic, comparativ cu ciclul termodinamic utilizat ηo relativă eficiență:
Consumul specific de combustibil Indicator
Un alt indicator al eficienței ciclului real este indicat Gi consumul de combustibil specific:
unde GT - consumul de combustibil oră.
Indicatorul specific consumului de combustibil și eficiența indicată relația interconectate:
Din ecuația (6) obținem:
Substituind această expresie în ecuația (2), obținem:
Exprimându alimentarea ciclică de combustibil, în funcție de debitul ciclului de aer și a raportului aer în exces, și înlocuind aceste expresii în ecuația anterioară, obținem:
Factorii care afectează indicatorul de performanță
Pe indicator de performanță este influențată de următorii factori:
1. combustibil
Modificarea compoziției fracționate a uleiului în funcție de metoda de amestecare duce la deteriorarea sau îmbunătățirea indicatorilor de testare.
amestec 2. Compoziția
Pentru motoarele diesel și compoziția benzină a amestecului are un efect diferit (Fig. 2).
În motorul carburator este atins cea mai mare eficiență valoarea indicată la α = 1,05 ... 1,1. atunci când există o ardere completă și suficient de rapid.
În cazul motoarelor diesel datorită deficiențelor formării amestecului intern de arsuri de combustibil complet la α = 2,5 ... 4,0. care contribuie cel mai mare eficiență de valoare indicată. Reducerea raportului aer în exces a acestor valori duce la combustibil nedogoraniyu, creșterea pierderilor de căldură cu aer, care nu participă la ardere.
3. Unghiul timpul de aprindere
Odată cu creșterea timpului de aprindere crește presiunea de ardere maximă, „rigiditatea“ de funcționare, pierderile de căldură în mediul înconjurător. Late proces de ardere aprindere trece la procesul de extindere, din cauza care presiunea scade și cu ea activitatea indicatorului. Prin urmare, randamentul scade atunci când orice unghi de deviație de la momentul optim de aprindere.
rotația arborelui cotit 4.Chastota
Creșterea vitezei motorului crește eficiența trasorului, deoarece timpul ciclului este redus, iar transferul total de căldură către pereții cilindrilor. Cu toate acestea, în anumite valori maxime ale scăderilor de eficiență a turației motorului indicat deoarece după arderea combustibilului este finalizată la extinderea liniei mai mult (diagrama pH).
5. încărcare
La motoarele pe benzină cele mai mari valori corespund eficienței medii indicate la sarcini economice amestecul de 1,05<α <1,15. У дизелей экономичный состав смеси соответствует 2,5<α <3,5. а диапазон средних нагрузок при максимальном значении индикаторного КПД более широк и составляет 25…45% максимальной нагрузки.
6. Tipul camerei de ardere
In cazul arzătoarelor indicatoare separate de eficiență devine oarecum mai mici, deoarece au crescut pierderile termice și dinamice cu gaz, dar motoarele diesel astfel arzătoarelor au mai mici perioadă de întârziere de aprindere și fără fum operează cu toxicitate acceptabilă la valori mai mici ale coeficientului de a. decât motoarele diesel cu camere de ardere cu prelată. Prin urmare, în ciuda cantității mai mici au arătat eficiența, valoarea medie indicată de presiune a motoarelor cu camere de ardere separate, nu sunt inferioare înseamnă motoarele de presiune indicate în camera de ardere nedivizat.
7. comprimare
Gradul de compresie afectează eficiența indicată precum și asupra eficienței termodinamic, astfel încât proiectarea motoarelor au tendința de a crește rata de compresie. Cu toate acestea, motoarele pe benzină creșterea raportului de compresie este detonarea limitată. În cazul motoarelor diesel indicat eficiența prin creșterea raportului de compresie asupra unor valori optime vor varia ușor.
8. Condiții de mediu (mediu)
Odată cu creșterea temperaturii ambiante și scăderea cilindrilor când presiunea scade umplere în greutate. La un flux constant de combustibil se reduce coeficientul de exces de aer, ceea ce duce la eficiență redusă și presiunea indicată indicator de performanță.