Индикаторные показатели работы дизеля

Общие показатели рабочего цикла делятся на индикаторные (внутренние) и эффективные (внешние). Первые характеризуют степень совершенства цикла с учётом только потерь теплоты; вторые, кроме потерь теплоты, учитывают также механические потери при передаче энергии расширения газов на коленчатый вал дизеля.

1. Среднее индикаторное давление (Pi , МПа) представляет собой условное, постоянное давление, при действии которого на поршень за время одного хода поршня совершается работа, равная индикаторной работе газов за цикл. Геометрический смысл среднего индикаторного давления в том, что это величина постоянного давления условной прямоугольной диаграммы, равной по длине и равновеликой по площади индикаторной диаграмме.

Рис. 4.1 – Индикаторная диаграмма работы замкнутого цикла

Если работу за цикл Li отнести к единице рабочего объёма цилиндра, то получим среднее индикаторное давление, МПа

. (4.1)

То есть среднее индикаторное давление представляет собой работу, приходящуюся на единицу рабочего объёма цилиндра.

Li – индикаторная работа расчётного цикла, КДж;

Vh – рабочий объём цилиндра, м3.

Полезная индикаторная работа цикла определяется как разность работ сжатия и расширения

Рис. 4.2 – Расчётная индикаторная диаграмма

Li = LYZ + LZB + LAC

LYZ =PZ (VZ - VY)

LZB =(PZ VZ - PB VB)/(n2 - 1)

LAC =(PC VC - PA VA)/(n1 - 1)

Li =PZ (VZ - VY) + (PZ VZ - PB VB)/(n2 - 1) - (PC VC - PA VA)/(n1 - 1)

Vh = VC (ε - 1)

Подставляя полученные значения в формулу (14.1), получим

Рi =[PZ (VZ - VY) + (PZ VZ - PB VB)/(n2 - 1) - (PC VC - PA VA)/(n1 - 1)]/[VC (ε - 1)]

Заменим ряд выражений уже известными

PZ = λ PC; ; ; ; ; ε = ρ δ

и вынося за скобки PС найдём среднее индикаторное давление расчётного цикла

(4.2)

Среднее индикаторное давление действительного цикла меньше расчётного из-за скруглений индикаторной диаграммы на участках cyz ab, а также вследствие отклонений действительных процессов сжатия и расширения от политропных. В связи с этим

где ζ - коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

Для 2-тактных ДВС ζ = 0,96 ÷ 1,0

Для 4-тактных ДВС ζ = 0,95 ÷ 0,97

В двухтактных двигателях среднее индикаторное давление определённое по формуле (14.2) относится к полезному ходу поршня (в расчётах оперируют с действительной степенью сжатия); Поэтому для полного хода поршня

.

На практике Pi определяют путём интегрирования экспериментальной диаграммы

Значения Pi для современных дизелей

4-тактные без наддува Pi = 0,6 ÷ 0,9 МПа;

4-тактные с наддувом Pi = 0,9 ÷ 2,5 МПа;

2-тактные без наддува Pi = 0,6 ÷ 0,8 МПа;

2-тактные с наддувом Pi = 0,8 ÷ 1,8 МПа.

2. Индикаторная мощность (Ni, кВт)

Индикаторная мощность – это мощность, соответствующая индикаторной работе за цикл.

Индикаторная работа за цикл, кДж

Li = VhPi,

где Vh – рабочий объём цилиндра, м3;

Pi – среднее индикаторное давление, кПа.

Рабочий объём цилиндра, м3

,

где D – диаметр цилиндра, м;

S – ход поршня, м.

С учётом этого

.

Индикаторная мощность цилиндра, кВт

,

где n – частота вращения двигателя, мин-1;

z – коэффициент тактности, z = 1 для двухтактных ДВС, z = 0,5 для четырёхтактных ДВС.

Для многоцилиндрового двигателя

,

где i – число рабочих цилиндров.

Для двигателя выполненной конструкции можно записать

,

.

Рекомендуем также:

Построение и корректировка графика координации сигнала светофора
График координации представляет собой графическую интерпретацию зависимости «путь-время», изображённую в прямоугольной системе координат. По горизонтальной оси откладывают время движения, по вертикальной - пройденный автомобилем путь при расчётной скорости координации. При построении графика берё ...

Устройство ремонтируемой машины, принцип работы и рисунок машины
Кранами называют грузоподъемные машины, предназначенные для подъема груза и перемещения его в любом направлении в пределах пролета цеха или склада. В металлургической промышленности широкое распространение получили мостовые электрические краны. В зависимости от назначения и типа грузоподъемного о ...

Процесс наполнения и его основные параметры
Процесс наполнения состоит в поступлении в рабочий цилиндр за каждый цикл свежего заряда. В четырёхтактных дизелях процесс наполнения происходит за время первого такта при ходе поршня от ВМТ к НМТ, т.е. после окончания процесса выталкивания отработавших газов. В начале процесса (точка r) объём про ...