ТА ЙОГО ОСНОВНІ ПОКАЗНИКИ.
Як первинні енергетичні установки сільських електростанцій постійної дії та резервних (стаціонарних та пересувних) застосовують двигуни внутрішнього згоряння. Найширше використовують чотиритактні дизелі, оскільки вони мають найвищий ККД серед двигунів внутрішнього згоряння.
Дизелем називають поршневий ДВЗ, в якому відбувається процес самозагоряння впорснутого в циліндр у кінці такту стискування порції рідкого палива під дією високої температури стиснутого в циліндрі повітря.
Робочий цикл дизеля включає комплекс послідовних процесів (стискування, згоряння, розширення, процеси газообміну), що періодично повторюються в кожному циліндрі. В основу робочих циклів ДВС покладені відповідні термодинамічні (ідеальні) цикли. Для швидкохідних дизелів термодинамічною моделлю служить цикл із змішаним підведенням теплоти і при постійному об’ємі υ=соnst та постійному тиску р=соnst.
|
Рисунок 7.2. Індикаторні діаграми дизеля в р-υ координатах.
Значення рі, МПа, при роботі ДВЗ із номінальним навантаженням дорівнюють:
Чотиритактні карбюраторні двигуни при роботі:
ü на бензині – 0,8...1,2
ü на газі – 0,5...0,7
Чотиритактні дизелі:
ü без наддування – 0,75...1,05
ü з наддуванням – до 2,2
Двотактні дизелі:
ü без наддування – 0,35...0,7
ü з наддуванням – до 1,2
Індикаторна робота Lі, Дж, що здійснюється в одному циліндрі за один цикл, визначається за формулою:
Lі=ріVh (7.1)
де Vh=πD2S/4 – робочий об’єм циліндра, м3; D – діаметр циліндра, м; S – хід поршня, м.
Індикаторну потужність двигуна Nі, Вт, розраховують за формулою:
Nі= 
(7.2)
де і—кількість циліндрів; п—частота обертання колінчастого валу, об/хв; τ—тактність двигуна, тобто кількість ходів поршня за один цикл.
Якщо в формулі (7.2) виразити рі в МПа, робочий об'єм Vh, л, частоту обертання колінвалу п, об/хв, то для індикаторної потужності Nі, кВт, маємо таку формулу:
Nі=(ріVhn)/30τ (7.3)
Питома індикаторна витрата палива gі, кг/кВт·год, визначається як відношення годинної витрати палива Gn кг/год до величини індикаторної потужності Nі, кВт:
gі = Gn/Nі (7.4)
Індикаторний ККД двигуна розраховують за питомою теплотою згоряння палива Н, Дж/кг та gі кг/Дж:
ηі=1/Нgі (7.5)
Якщо питома теплота згоряння палива Н виражена в МДж/кг, а gі , в г/кВт·г, то ηі знаходять за формулою:
ηі= 
, (7.6)
Ефективна потужність Nе — це потужність на валу двигуна, вона менша індикаторної Nі, на величину потужності, що витрачається на механічні втрати Nм:
Nе=Nі - Nм, (7.7)
Ефективну потужність, а також механічну так само, як , і індикаторну відносять до об'єму циліндра Vh і наводять в умовних одиницях тиску — середнього ефективного тиску ре та середнього тиску механічних втрат рм. Тоді аналогічно до формули (7.7) для середнього ефективного тиску ре можна записати:
ре=рі - рм; (7.8)
Ефективна потужність Nс, кВт, може бути розрахована: за виразом, аналогічним (7.3):
Nі=(ріVhn)/30τ (7.9)
Для порівняння показників різних двигунів використовують питому ефективну потужність, що віднесена до одиниці робочого об'єму усіх циліндрів двигуна. Якщо робочий об'єм двигуна виражено в літрах, то таку питому ефективну потужність ще називають літровою ефективною потужністю Nл, кВт/л:
Nл=Ne/(іVh)(7.10)
Із формули (7.9) випливає:
Nл= 
(7.11)
Рівень механічних втрат оцінюється механічним ККД:
ηм= 
(7.12)
Значення ηм, ре для різних типів поршневих ДВЗ наведені у таблиці 1.1.
1.1. Механічний ККД та середній ефективний тиск поршневих двигунів внутрішнього згоряння.
| Тип двигуна | ηм | ре, МПа |
| Карбюраторні чотиритактні: | ||
| · бензинові | 0,70...0,85 | 0,6...0,95 |
| · газові | 0,75...0,85 | 0,5...0,75 |
| Чотиритактні дизелі: | ||
| · без наддування | 0,7...0,82 | 0,55...0,85 |
| · з наддуванням | 0,8...0,9 | 0,7...2,0 |
| Двотактні дизелі: | ||
| · без наддування | 0,7...0,85 | 0,4...0,75 |
| · з наддуванням | 0,8...0,92 | 0,8...1,2 |
Ефективний ККД знаходять як добуток механічного та індикаторного ККД:
ηе=ηмηі (7.13)
Питому ефективну витрату палива gе, кг/кВт·г, можна визначити по аналогії з формул (7.4) як відношення годинної витрати палива Gп, кг/г, до ефективної потужності Ne,кВт:
ge=Gn/Ne (7.14)
або за формулою
ge=1/(ηеН) (7.15)
де Н—питома теплота згоряння палива.
Величини ηі,ηе,gі,ηм, що досягаються сучасним і двигунамина номінальних режимах наведені у таблиці 1.2.
1.2. Питомі витрати палива, кг/(кВт·год), та ККД сучасних поршневих двигунів внутрішнього згоряння.
| Тип двигуна | ηі | ηе | gі | ηм |
| Карбюраторні чотиритактні бензинові без наддування | 0,25...0,4 | 0,22...0,3 | 0,205...0,33 | 0,7...0,85 |
| Дизелі чотиритактні: | ||||
| 0,39...0,49 | 0,3...0,42 | 0,175...0,22 | 0,75...0,8 |
| 0,39...0,53 | 0,32...0,45 | 0,162...0,22 | 0,8...0,9 |
| Дизелі двотактні без наддування | 0,39...0,53 | 0,30...0,42 | 0,162...0,22 | 0,7...0,8 |
Дата добавления: 2014-12-16; просмотров: 2476;