Costruzione di un diagramma di indicatore di un motore diesel. Indicazione del motore. Pressione efficiente secondaria interna

Diagramma del motore indicatore. combustione interna È costruito utilizzando i dati di calcolo del flusso di lavoro.

Quando si costruisce sull'asse Ascissa, un segmento AB, (figura 8), corrispondente al volume di lavoro del cilindro, viene depositato e il valore del pistone è uguale alla scala di m s. La scala m s viene solitamente presa 1: 1, 1,5: 1 o 2: 1.

Il segmento di OA (mm) corrispondente al volume della camera di combustione è determinata dall'equazione

O \u003d Av / (ε - 1) (2.28)

Segmento Z'z per motori diesel che lavorano in un ciclo con una ridicola fornitura di calore (Fig. 9)

z'z \u003d oa (ρ - 1) (2.29)

Pertanto, in base al calcolo dei parametri del ciclo effettivo, il diagramma viene ritardato nella scala selezionata delle pressioni sui punti caratteristici: A, C, Z, Z, B, R.

La costruzione della capacità di compressione e di espansione può essere eseguita da un metodo analitico o grafico. Con un metodo analitico per costruire una capacità di compressione ed espansione, un numero di punti viene calcolato per i volumi intermedi situati tra V C. e V A. e tra V z. e V B., secondo l'equazione politropica.

Fico. 8. Diagramma dell'indicatore del motore a benzina

Fico. 9. Diagramma dell'indicatore motore diesel

Per politropi di compressione A partire dal!

, (2.30)

dove p x. e V x. - pressione e volume nel punto desiderato del processo di compressione.

Atteggiamento V a / v x Varia entro 1 ÷ ε.

Simile alla politria di espansione

(2.31)

Per motori a benzina. Atteggiamento V B / V x Cambiamenti nell'intervallo 1 ÷ ε, per motori diesel - 1 ÷ Δ.

La determinazione delle ordinate dei punti calcolati del Politrop di compressione ed espansione è comodamente prodotta in forma tabellare.

La costruzione dei diagrammi dell'indicatore producono punti di collegamento ma E con, z e b le curve lisce e i punti B e A, C e Z sono linee rette.

I processi di ingresso e uscita sono presi con r \u003d const e v \u003d const

Per verificare la correttezza delle costruzioni del diagramma determinare

r i. \u003d M p / ab

dove f - area grafico uN.c'c "z d b'b" uN..

Calcolo dell'indicatore ed efficaci indicatori DVS

Indicatori indicatori

Il ciclo operativo del motore a combustione interno è caratterizzato da una pressione media indicatore, una potenza dell'indicatore, un'efficienza dell'indicatore e un indicatore specifico consumo di carburante.

Pressione di indicatore medio teorico - Questo è il rapporto tra l'insediamento teorico dei gas per un ciclo alla mossa del pistone.

Per motori a benzina che funzionano su un ciclo con alimentazione di calore a V \u003d Const, la pressione medio della medio teorica

Per un motore diesel che opera su un ciclo con una ridicola rifornimento di calore sotto V. \u003d Cost I. r. \u003d const.

Pressione media dell'indicatore P I un ciclo valido differisce da un valore per valore proporzionale alla diminuzione del diagramma calcolato a causa dell'arrotondamento nei punti c, z, b.

La riduzione della pressione medio medio teorica a causa della deviazione del processo effettivo sul ciclo calcolato è stimato dal coefficiente di completezza del diagramma φ e il valore della pressione media delle perdite di pompaggio Δp I..

Il coefficiente di completezza del diagramma φ ed è accettato.

per motori del carburatore ......................... .... 0,94 ÷ 0.97.

per motori con iniezione di carburante elettronico ...... 0.95 ÷ 0.98

per motori diesel ............................................... ......... 0,92 ÷ 0.95.

La pressione media delle perdite di pompaggio (MPA) nei processi di aspirazione e di rilascio

Δp i \u003d p r - p a. (3.3)

Per motori a quattro tempi senza possibilità Δp I. positivo. Nei motori con la riduzione del compressore di trasmissione a P UN. > p R. Valore Δp I. Negativo. Con turbina a gas il valore superiore pAPÀ.può essere sia più e meno p R.. Valore Δp I. Potrebbe essere sia negativo che positivo.

Quando si calcolano le perdite sugli scambi di gas vengono presi in considerazione nel lavoro speso per le perdite meccaniche. A questo proposito, si presume che la pressione media dell'indicatore p I differisse dal solo fattore del grafico

p I. \u003d φ e. (3.4)

Quando si opera a pieno carico, il valore di P I (MPA) raggiunge:

per motori a benzina a quattro tempi ........................ 0,6 ÷ 1.4

per motori a benzina forzata a quattro tempi ... fino a 1,6

per motori diesel a quattro tempi senza spinta .............................. 0,7 ÷ 1.1.

per motori diesel a quattro tempi con un superiore ....................................... .. fino a 2.2.

Indicatore Potenza N I - Il lavoro eseguito da gas all'interno del cilindro per unità di tempo.

Per il motore multi-cilindro, la potenza dell'indicatore (KW) è uguale a

N i \u003d p i v h in/(30τ ), (3.5)

dove p I è la pressione media dell'indicatore, MPa;

V H. - volume di lavoro di un cilindro, L (DM 3);

iO. - il numero di cilindri;

n. - Frequenza di rotazione albero motore motore, min -1;

τ - Scogliera del motore. Per il motore a quattro tempi τ \u003d 4.

Indicatore Potenza di un cilindro

N i \u003d p i v h n/(30τ ), (3.6)

Indicatore KPD. η I. caratterizza il grado di utilizzo nel ciclo effettivo del calore del carburante per la ricevuta lavoro utile E rappresenta il rapporto tra calore equivalente al funzionamento dell'indicatore del ciclo, all'intera quantità di calore inserita nel cilindro con il carburante.

Per 1 kg di carburante

η i \u003d l / n e, (3.7)

dove L I. - Calore equivalente al lavoro indicatore, MJ / KG;

N I. - Combustione di calore inferiore del carburante, MJ / KG.

Per motori automobilistici e trattori che lavorano sul carburante liquido

η i \u003d p · l 0 · α / (n e · ρ k · η V), (3.8)

dove p I è espresso in MPa; l. 0 - in kg / kg carburante.; N I. - in mj / kg carburante.; ρ k - in kg / m 3.

Nei motori automobilistici e del trattore che funzionano sulla modalità nominale, la grandezza dell'efficienza dell'indicatore è:

per motori con iniezione di carburante elettronico ......... 0,35 ÷ 0,45

per i motori del carburatore ................................. 0,30 ÷ 0,40

per motori diesel ............................................... ............. 0,40 ÷ 0,50.

Indicatore specifico Consumo di carburante G I I caratterizza l'efficienza del ciclo effettivo

g I. = 3600/ (η i n i) o g I. = 3600 ρ 0 η v / (p i · l 0 · α). (3.10)

Consumo di carburante specifico sulla modalità nominale:

per motori con iniezione di carburante elettronico ... g I. \u003d 180 ÷ 230 g (kWh)

per motori carburatore ........................... g I. \u003d 210 ÷ 275 g (kWh)

per motori diesel ............................................... ..... g I. \u003d 170 ÷ 210 g (kWh)

Indicatori efficaci

Gli indicatori efficaci sono chiamati i valori che caratterizzano il funzionamento del motore, rimosso dal suo albero e utile. Indicatori efficaci includono: potenza efficace, coppia, una pressione media efficace, specifica portata effettiva, efficienza efficiente.

Potenza effettiva. Il lavoro utile, ottenuto sull'albero del motore per unità di tempo è chiamato energia efficace. N e..

N e.=N I. - N. MP (3.9)

dove N. MP perdita meccanica di potenza.

La potenza effettiva viene data allo studente nei dati di origine per la progettazione del sistema di combustione interna (vedere Attività per la procedura di performance).

Sotto perdita meccanica, comprendono le perdite per tutti i tipi di attrito meccanico, l'implementazione dello scambio di gas, l'unità dei meccanismi ausiliari (acqua, petrolio, pompa del carburante, ventilatore, generatore, ecc.), Perdite di ventilazione associate al movimento di Parti del motore nell'emulsione dell'olio d'aria e nell'ambiente dell'aria e anche sull'unità del compressore.

Le perdite meccaniche sono valutate dalla perdita meccanica della pressione media p. MP, che caratterizza il funzionamento specifico delle perdite meccaniche (per unità di volume di lavoro) quando si esegue un ciclo di lavoro.

Con una definizione analitica N e. (KW) è calcolato dalla formula:

N e \u003d p e v h in/(30τ ) (3.10)

dove p E.=L e / v h- Pressione secondaria effettiva (MPA), I.e., lavoro utile ottenuto per ciclo da un'unità di volume di lavoro;

V H. - il volume di lavoro del cilindro, l;

n. - il numero di giri dell'albero motore, min -1

Torque efficace ME. (N ∙ m)

ME. \u003d (3 ∙ 10 4 / π) ( N e / n) (3.11)

Quando si calcola l'OI, la pressione media efficace (MPA) è determinata come

p E.= P I - P MP (3.12)

Pressione media delle perdite meccaniche P. MP (MPA) per motori di vari tipi è determinato dal software è determinato da formule empiriche:

per motori a benzina con il numero di cilindri fino a sei e il rapporto s / d\u003e 1

p. MP \u003d 0,049 + 0,0152 V. P.SR;

per motori a benzina con il numero di cilindri fino a sei e il rapporto s / d≤1

p. MP \u003d 0,034 + 0,0113 V. P.SH.

per motori diesel a quattro tempi con telecamere non sviluppate

p. MP \u003d 0,089 + 0,0118 V. P.SH.

Nei processi di lavoro del motore a quattro tempi si verificano come segue:

• 1. Tatto di ingresso. Quando il pistone si sposta da VTC a NMT a causa della scarica risultante dal filtro dell'aria nella cavità del cilindro attraverso la valvola di aspirazione aperta, viene ricevuta aria atmosferica. La pressione dell'aria nel cilindro è 0,08 - 0,095 MPa e la temperatura di 40 - 60 C.
• 2. Tatto di compressione. Il pistone si muove da NMT a NTC; Le valvole di aspirazione e outlet sono chiuse, come risultato di ciò, il pistone che si muove il pistone comprime l'aria ricevuta. Per accendere il carburante, è necessario che la temperatura dell'aria compressa sia superiore alla temperatura dell'auto-accensione del combustibile. Durante il pistone, il cilindro viene iniettato attraverso l'ugello carburante dieselfornito dalla pompa del carburante.
• 3. Tatto di estensione o movimento del lavoro. Il carburante iniettato alla fine del ciclo di compressione, mescolando con aria riscaldata, si infiammisce e il processo di combustione inizia caratterizzato da un rapido aumento della temperatura e della pressione. Allo stesso tempo, la pressione massima del gas raggiunge 6-9 MPa, e la temperatura del 1800-2000 C. Sotto l'azione della pressione del gas, il pistone 2 si sposta dal NTT nel NMT - si verifica la corsa di lavoro. La pressione NMT scende a 0,3-0,5 MPa e la temperatura a 700 - 900 C.
• 4. Emettere tatto. Il pistone si sposta da NMT a VTC e attraverso la valvola di scarico aperta 6 i gas spessi vengono spinti fuori dal cilindro. La pressione del gas diminuisce a 0,11-0,12 MPa, e la temperatura è fino a 500-700 C. Dopo il completamento della fine del problema, con ulteriore rotazione dell'albero motore, il ciclo di lavoro viene ripetuto nella stessa sequenza.

Il diagramma dell'indicatore, rimosso utilizzando lo strumento indicatore, è chiamato uno schema indicatore (figura 1).

Fico. uno

Considera un grafico:

• 0-1 - Riempire il cilindro con aria (con formazione di miscelazione interna) o una miscela di funzionamento (con formazione della miscela esterna) ad una pressione leggermente inferiore a quella atmosferica a causa della resistenza idrodinamica delle valvole di aspirazione e della conduttura di aspirazione,
• 1-2 - compressione della miscela d'aria o di lavoro,
• 2-3 "-3 - Un periodo di combustione della miscela di lavoro,
• 3-4 - La forza lavoro del pistone (espansione dei prodotti di combustione), il lavoro meccanico viene eseguito,
• 4-5 - Gas di scarico di scarico, la caduta di pressione all'atmosferica avviene quasi a un volume costante,
• 5-0 - Il rilascio del cilindro dai prodotti a combustione.

In veri motori termici, la trasformazione del calore nel lavoro è associata al flusso di processi irreversibili complessi (ci sono attriti, reazioni chimiche nell'organismo di lavoro, la velocità di fine velocità del pistone, trasferimento di calore, ecc.) Analisi termodinamica di tale A Il ciclo è impossibile Gelman VM, Moskvin MV Trattori e automobili agricoli. - m.: AGROPROMIZDAT, 1987, H I E P ..

La rientranza è intesa per essere la rimozione, seguita dall'elaborazione dei diagrammi dell'indicatore, che sono la dipendenza grafica della pressione sviluppata nel cilindro di lavoro nella funzione del pistone del pistone S o il volume del cilindro V s proporzionale ad esso (vedi Fig. 1 e 2).

Indicatori "Maigak"

I grafici vengono rimossi da ciascun cilindro di lavoro utilizzando uno strumento speciale - l'indicatore del tipo di pistone del maigak. La presenza del diagramma consente di determinare i parametri importanti per analizzare il flusso di lavoro P i, r s e r max. Diagramma in fig. 1 Tipico per motori, quando il funzionamento del compito principale consisteva nel ridurre il livello e il contenuto nello scarico degli ossidi di azoto. Per questo, come precedentemente notato, viene eseguita un'iniezione di carburante successiva e la combustione si verifica con meno pressione e temperature nella camera di combustione.

Fico. 1 Diagramma del motore dell'indicatore Man-BV KL-MC

Se l'obiettivo principale è quello di aumentare l'efficienza del motore, la combustione è organizzata con una precedente rifornimento del carburante e, appropriato, maggiore crescita della pressione. In presenza di sistema elettronico Gestione del carburante Questa ristrutturazione è facilmente implementata.

Sul grafico fico. 2 Chiaramente visibili due gobba - compressione e poi alesaggio. Tale carattere è ottenuto anche da fornitura di carburante successiva. Le figure contengono due tipi di diagrammi - rotolati, in base al quale viene definita la pressione media dell'indicatore e la distribuzione, consentendo di valutare visivamente la natura dello sviluppo dei processi. I diagrammi simili possono essere ottenuti utilizzando l'indicatore del pistone Maigak, per il quale è necessario prevenire

sincronizza la rotazione del raggio dell'indicatore con il movimento del pistone del cilindro dell'indicatore. Il collegamento dell'unità consente di ottenere un diagramma arrotolato, il planimizzazione dell'area di cui è determinato pressione media dell'indicatoreche è una pressione condizionata media che agisce sul pistone e performando i perpetratori di lavoro per un lavoro pari al funzionamento dei gas per ciclo.

P i \u003d f ind.d / l m, dove f ind.d - Area grafico proporzionale al funzionamento dei gas per ciclo, L. - la lunghezza del diagramma, il valore proporzionale del volume di lavoro del cilindro, m. - Un moltiplicatore su larga scala, a seconda della rigidità delle molle del pistone dell'indicatore.

Di P I. calcolato cilindro di potenza indicatore N i \u003d c p i ndove η - il numero di rivoluzioni 1 / min e A PARTIRE DAL - Cilindro costante. Potenza effettiva N e \u003d n i η pelliccia kw. η meh. -meccanico motore di efficienzache può essere trovato nella documentazione del motore.

Prima del procedimento, controllare lo stato della gru e dell'unità dell'indicatore. Eventuali errori nel loro stato sono illustrati in FIG. 3.

Il pettine (Fig. 2) viene rimosso quando viene controllato manualmente con un cavo scollegato dall'unità dell'indicatore. La presenza di un aspetto del pettine stima la stabilità dei cicli e misura più accuratamente R max.. Se i picchi sono gli stessi, questo indica lavoro stabile Attrezzatura del carburante.

È importante notare che gli indicatori del pistone hanno un piccolo frequentemente, delle loro oscillazioni. Quest'ultimo dovrebbe, almeno 30 volte per superare il numero di velocità del motore. In caso contrario, i grafici dell'indicatore saranno rimossi con distorsioni. Pertanto, applicazione

gli indicatori del pistone sono limitati a 300 rpm. Gli indicatori con una molla asta hanno una frequenza maggiore dei propri raffretti e il loro uso è consentito nei motori con la frequenza di rotazione a 500-700 giri / min. Tuttavia, in tali motori non vi è alcun attuatore di indicatore e deve essere limitato alla rimozione di un pettine o da diagrammi restituiti per il quale non è possibile determinare.

La seconda limitazione riguarda la grandezza della massima pressione nei cilindri. NEL motori moderni a partire dal livelli alti Forzare che raggiunge 15-18 MPa. Come utilizzato nell'indicatore "MAIGAK", la porta a porta per motori diesel con un diametro di 9,06 mm è il limite massimo di molla rigido PESCES P MAX \u003d 15 MPA. Con tale molla, la precisione della misurazione è molto bassa, poiché la scala delle molle è di 0,3 mm di 0,1 MPa.

È anche significativo che il lavoro sulle indissioni sia piuttosto pneumatico e laborioso e la precisione dei risultati è bassa. La piccola precisione è dovuta agli errori derivanti dall'imperfezione di un'unità indiana e dall'insufficienza dei grafici dell'indicatore di elaborazione durante la loro pianificazione manuale. Per informazioni - L'imprecisione dell'attuatore indicatore, espresso nello spostamento del convertitore dalla sua vera posizione di 1 °, porta a un errore di circa il 10%.

Diagramma dell'indicatore

un'immagine grafica di un cambio di pressione del gas o di vapore in un cilindro della macchina del pistone a seconda della posizione del pistone. I. D. Disegna di solito usando l'indicatore di pressione (vedere l'indicatore di pressione). Secondo l'Ascissa Asse, il volume occupato da gas nel cilindro è posticipato e secondo la pressione dell'ordinato dell'asse. Ogni punto su I. d. ( fico. ) Mostra la pressione nel cilindro del motore a questo volume, cioè in questa posizione del pistone (punto r. corrisponde all'inizio dell'assunzione; punto ma - L'inizio della compressione; punto a partire dal - la fine della compressione; punto z. - l'inizio dell'espansione; punto b. - La fine dell'espansione).

I. D. Dà un'idea del valore del lavoro prodotto da un motore o una pompa di combustione interna, e sul loro potere. Il corpo di lavoro rende un lavoro utile solo durante la corsa di lavoro. Pertanto, è necessario determinare il lavoro utile dall'area, la curva di espansione limitata. zb., sottrarre l'area, curva a compressione limitata aC. Il teorico e valido I. D. Il teorico è costruito secondo il calcolo termico e caratterizza il ciclo teorico; Valido I. d. Rimosso dalla macchina operatoria utilizzando l'indicatore e caratterizza il ciclo effettivo (vedere fico. ).

Per la comodità di fare calcoli e confronto motori diversi Le variabili nel corso del pistone della pressione sono sostituite dalla pressione costante condizionale, in cui la percentuale del pistone risulta l'operazione uguale al funzionamento dei gas per ciclo con pressione variabile. Questa pressione costante è chiamata pressione media indicatore ed è il funzionamento di gas relativi al volume di lavoro della macchina del pistone.

B. A. Kurov.

Grande enciclopedia sovietica. - m.: Enciclopedia sovietica. 1969-1978 .

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Diagramma dell'indicatore - 97. Diagramma dell'indicatore D. INDIKALORCIAGRAMM E. Diagramma del diagramma del volume di pressione della dipendenza da pressione nel cilindro della macchina del pistone dal suo volume alternativo

La differenza principale tra il motore a 2 tempi da un 4 tempi è il metodo di scambio di gas - Pulizia del cilindro dai prodotti di combustione e caricandolo con aria fresca o una miscela calda.

Dispositivi per motori a 2 tempi Distribuzione del gas - Slot nel manicotto del cilindro, sovrapposti per pistone e valvole o bobine.

Ciclo di lavoro:

Dopo la combustione del carburante, inizia il processo di espansione dei gas (corsa del lavoro). Il pistone si sposta sul fondo del punto morto (NMT). Alla fine del processo di espansione, il pistone 1 apre gli slot di aspirazione (Windows) 3 (punto B) o valvola di scarico aperta, riportando la cavità del cilindro attraverso tubo di scarico Con un'atmosfera. In questo caso, parte dei prodotti di combustione esce dal cilindro e la pressione in essa scende alla pressione dell'aria di eliminazione PD. Al punto D, il pistone apre il soffiato Windows 2, attraverso il quale una miscela di carburante con aria sotto pressione 1.23-1.42 bar è fornita al cilindro. Ulteriore caduta rallenta, perché Il cilindro entra nell'aria. Dal punto D a NMT, le finestre di uscita e di spurgo sono aperte allo stesso tempo. Il periodo durante il quale le finestre di spurgo e di scarico sono aperte allo stesso tempo, chiamate spurgo. Durante questo periodo, il cilindro è pieno di una miscela di aria e i prodotti di combustione sono sfollati da esso.

Il secondo ritmo corrisponde alla mossa del pistone dal basso verso il punto morto superiore. All'inizio del progresso continua il processo di spurgo. Punto F - FINE DI PURGE - Finestre di ingresso di chiusura. Alla fine, le finestre di uscita sono chiuse e inizia il processo di compressione. La pressione nel cilindro entro la fine della ricarica è leggermente superiore a quella atmosferica. Dipende dalla pressione dell'aria di spurgo. Dalla fine della spurga e della sovrapposizione completa del design di uscita, inizia il processo di compressione. Quando il pistone non raggiunge il grado 10-30 all'angolo della chiave delle ginocchia. Spetta al NTC (punto c /), il carburante viene fornito al cilindro attraverso l'ugello o la miscela viene accesa e il ciclo è acceso

Con le stesse dimensioni del cilindro e la velocità di rotazione, la capacità del 2 tempi è significativamente più grande, 1,5-1.7 volte.

La pressione media del diagramma teorico DVS.

La pressione media dell'indicatore del motore.

È una pressione costante condizionale, che, che agisce sul pistone, fa un lavoro uguale al funzionamento interno del gas per tutto il ciclo di lavoro.

Graficamente P I su una scala specifica è uguale all'altezza del rettangolo mm / hh /, lungo l'area dell'area uguale del grafico e avente la stessa lunghezza.

grafico dell'indicatore dell'area F (mm 2)

l - ind. Diagram - mh

k P - Bilancia di pressione (PA / mm)

La pressione media efficace del motore.

Questo è un prodotto di efficienza meccanica sulla pressione media dell'indicatore.

Dove η pelliccia \u003d n e / n i. Sotto il normale funzionamento, η pelliccia \u003d 0,7-0,85.

Efficienza meccanica dei DVS.

η pelliccia \u003d n e / n i

Il rapporto tra energia efficiente per indicatore.

Sotto il normale funzionamento, η pelliccia \u003d 0,7-0,85.

Indicatore Power Engine.

Ind. La potenza del motore, ottenuta all'interno del Windra, può essere determinata utilizzando il diagramma dell'indicatore prelevato da uno strumento speciale - indicatore.

Ind. Potere - il lavoro eseguito dal fluido di lavoro nel cilindro del motore nello zio.

Ind. Potere di un cilindro -

k- Motore principale

Cilindro a V

n-numero di mosse di lavoro.

Potere di combattimento interno efficace.

Potenza utile utilizzata, rimossa dalle ginocchia.

N e \u003d n i -n tr

N TR - la quantità di perdita di energia di attrito tra parti mobili del motore e azionare i meccanismi ausiliari (pompe, generatore, ventilatore, ecc.)

Definizione dell'EF. La potenza del motore in condizioni di laboratorio o sotto test panchini viene prodotto utilizzando speciali. Dispositivi misti - Meccanico, idraulico o elettrico.