43 Мощностные параметры двс

Мощностные и экономические показатели работы двигателя

Двигатель внутреннего сгорания сжигает топливо и вырабатывает энергию, которая производит работу. Скорость, с которой двигатель вырабатывает энергию, принято называть мощностью двигателя. Величина мощности определяется количеством произведенной работы (или затраченной энергии), деленной на время. Отсюда понятно, что единица измерения мощности равна отношению единицы измерения работы к единице времени, т. е. кгм/сек. В технике пользуются величиной, в 75 раз большей, условно называемой лошадиной силой и обозначаемой л. с. В двигателях внутреннего сгорания принято различать индикаторную и эффективную мощность. Индикаторная мощность определяется той энергией, которую развивают газы внутри цилиндра. Для замеров ее величины применяют специальный прибор— индикатор. Мощность, используемую для выполнения полезной работы и получаемую на коленчатом валу двигателя, называют эффективной. Разность между индикаторной и эффективной мощностями затрачивается в двигателе на преодоление всех сил трения и привод вспомогательных механизмов (топливного и масляного насосов, вентилятора, водяного насоса и т. д.). Отношение эффективной мощности к индикаторной называют механическим коэффициентом полезного действия (к. п. д.). На величину механического к. п. д. влияет качество изготовления и сборки деталей, а также их износ за время эксплуатации. Скорость расхода топлива в двигателе оценивается как количество истраченного топлива (в кг), деленное на время в часах. Отсюда происходит название часовой расход топлива, который обозначается кг/ч. Экономичность работы двигателя оценивают по величине удельного расхода топлива, который равен отношению часового расхода топлива, взятого в граммах, к эффективной мощности; она обозначается — г/л.с.ч. Дизели всегда имеют значительно меньший удельный расход топлива, чем карбюраторные двигатели, и поэтому более экономичны. На полезную работу в дизелях используется около 28—39% всей энергии топлива, а в карбюраторных двигателях — около 22— 28%. Остальная энергия топлива теряется в охлаждающую воду (или воздух), уносится с отработавшими газами и затрачивается на механические потери.

19.12.2014

44 Пленочное смесеобразование в дизелях. Конструкция камеры сгорания.

Пленочным называется способ смесеобразования, при котором топливо попадает не в центр воздушного заряда, а на стенку камеры сгорания и растекается по ее поверхности в виде тонкой пленки толщиной 12—14 мкм. Затем пленка интенсивно испаряется и перемешиваясь с воздухом, вводится в зону горения.

При объемно-пленочном смесеобразовании топливно-воздушная смесь приготавливается одновременно и объемным и пленочным способами. Этот способ приготовления смеси имеет место практически во всех дизелях и может рассматриваться как общий случай смесеобразования.

Пленочное смесеобразование устраняет два из основных недостатков дизелей: «жесткость» работы и дымность при выпуске отработавших газов.

При пленочном смесеобразовании используется камера сгорания сферической формы, в которой осуществляется интенсивное движение заряда: вращательное вокруг оси цилиндра и радиальное в поперечном направлении.

Впрыск топлива осуществляется односопловой форсункой с давлением начала подъема иглы 20 МПа. Впрыскиваемое топливо встречается с поверхностью стенки под острым углом и, почти не отражаясь от нее, растекается и «растягивается» попутными воздушными потоками в тонкую пленку. Имея большую поверхность контакта с нагретыми стенками камеры сгорания, пленка быстро прогревается и начинает интенсивно испаряться, и тем самым последовательно вводится в центр камеры сгорания, где к этому времени образуется очаг горения.

Под жесткой работой двигателя понимают работу, при которой давление сгорания в цилиндре нарастает чрезвычайно быстро. Такой характер изменения давления сгорания, сопровождающийся значительным увеличением максимального давления цикла, позволяет увеличить мощность и улучшить топливную экономичность двигателя. Однако при этом элементы кривошипно-шатунного механизма подвергаются значительным ударным воздействиям, возрастает механическая нагруженность двигателя, снижается его надежность, при работе появляются стуки.

Скорость повышения давления при сгорании оценивается приращением давления Ар в МПа на градус поворота Ф коленчатого вала A/j/Дф = Wp. Жесткость Wp на развернутой индикаторной диаграмме ( 5 можно представить как тангенс угла наклона касательной к линии сгорания.