837.62K

Categories: physics

physics

mechanics

Тракторы и автомобили

Рабочий
цикл
двигателя
периодически повторяющиеся в
определенной последовательности
процессы, происходящие в каждом
цилиндре двигателя, в результате
которых термохимическая энергия
топлива превращается в механическую работу двигателя

5.

Такт – часть рабочего цикла,
происходящая за время движения
поршня от одной мертвой точки к
другой, т.е. за одни ход поршня.

6.

Рабочий объем цилиндра
Vh
D S
2
4
Полный объем цилиндра
Va=Vc+Vh

7.

ЛИТРАЖ ДВИГАТЕЛЯ
Vл Vh i
D Si
2
4

8.

Степень сжатия – отношение
полного объема цилиндра к объему
камеры сжатия.
Чем выше степень сжатия, тем больше
давление и температура рабочей смеси в
конце сжатия.Va
V
V
cсжатияhповышается
С увеличением
степени
экономичность
мощность
и топливная
двигателя. V
V
c
c
Однако повышение степени сжатия и в
двигателях с искровым зажиганием, и в
дизелях возможно лишь до определенных
пределов.
Двигатели, работающие на бензине с
воспламенением от искры, имеют степень
сжатия в пределах 7–9, на газе – 8–10, а
дизели – 14–18.

9.

Эффективность
работы
двигателя
определяется следующими основными
показателями:
мощностью двигателя
крутящим моментом
частотой вращения коленчатого вала
удельным расходом топлива

10.

Мощность, развиваемая газами в
цилиндрах, называется индикаторной.
Мощность, развиваемая на коленчатом
валу двигателя, называется эффективной мощностью двигателя.
Эффективная
мощность
меньше
индикаторной,
так
как
часть
e мщности
h
индикаторной
затрачивается на
преодоление
потерь в двигателе – на
e
трение между деталями и на привод
вспомогательных механизмов двигателя.
P V n i
N
, кВт
30

11.

Р
Произведение силы (в ньютонах) на плечо (в метрах)
называется крутящим моментом и выражается в ньтонометрах (Н·м).
M K P R, Нм
При работе двигателя на
его
коленчатом
валу
развивается определенной
величины
крутящий
момент,
который
через
ряд
R механизмов передается на
ведущие
колеса
или
звездочки и приводит в
движение машину.

12.

Удельный
расход
топлива
(ge)
выражается количеством, граммов
расходуемого горючего в час на
единицу мощности двигателя.
Gт г
ge 1000
,
N e кВт ч
Величина удельного расхода топлива
характеризует экономичность работы
двигателя.
У дизелей он не превышает 260 г/кВт ч, а
у двигателей с искровым зажиганием –
320 г/кВт ч.

13.

Эффективный
коэффициент
полезного действия – отношение
количества теплоты, превращенной в
механическую работу, к количеству
теплоты, содержащейся в топливе.
Для дизелей этот коэффициент находится в пределах - 0,32…0,4
двигателей с ИЗ – 0,24…0,28
Остальная теплота отводится системой
охлаждения (20 – 30%) и отработавшими газами (25 – 35%).

14.

Механический коэффициент полезного действия – отношение эффективной мощности к индикаторной.
Он составляет 80 – 90% и зависит от
качества обработки деталей, правильности сборки двигателя и смазывания
трущихся поверхностей. Чем меньше
изношен и лучше отрегулирован
двигатель, тем меньше потери энергии
на трение и привод вспомогательных
механизмов,
тем
больше
его
эффективная мощность экономичность.

15.

Совершенство конструкции двигателя
оценивают по его литровой мощности и удельной массе.
Литровая мощность характеризует эффективность
использования
рабочего
объема
цилиндров двигателя и определяется отношением номинальной мощности двигателя к его
литражу.
e
л
л
Чем больше литровая мощность двигателя,
тем меньше его габариты и масса.
Литровая мощность современных дизелей
без турбонаддува составляет 8 – 13, а с
турбонаддувом 12 – 20 кВт/л.
N
N
, кВт / л
V

16.

Удельная масса двигателя характеризует
расход металла на единицу мощности, т. е. это
отношение массы не заправленного двигателя
к его номинальной мощности (кг/кВт).
Этот показатель зависит от типа двигателя, его
назначения, конструктивной схемы, качества
материалов и технологии изготовления.
Удельная масса тракторных дизельных
двигателей без турбонаддува составляет 7 –
15, а с турбонаддувом 4 – 8 кг/кВт.

17.

Дизельный двигатель имеет диаметр цилиндра D=120 мм. Чему
равен рабочий объем цилиндра, если отношение хода поршня к
его диаметру составляет S/D=0,9.
Рабочий объем цилиндра
Vh
S
0.9
D
D S
2
4
S 0.9 D

18.

Vh
D 0.9 D
2
4
0.9 D
4
3
3.14 1.2 0.9
3
Vh
1.22 дм
4
3

19.

Дизельный двигатель имеет степень сжатия
=15 и диаметр
цилиндра D=110 мм. Чему равен полный объем цилиндра, если
отношение хода поршня к его диаметру составляет S/D=1.2.
Полный объем цилиндра
Va=Vc+Vh
Рабочий объем цилиндра
Vh
D S
2
4

20.

S
1, 2
D
S 1, 2 D
1, 2 D
3.14 1.1 1, 2
3
Vh
1.254 дм
4
4
3
3
Степень сжатия – отношение полного объема
цилиндра к объему камеры сгорания
Va
Vc

21.

Vh
Vc Vh
1
Va Vc Vh ;
Vc
Vc
Vc
Va
Vh
1
Vc
Vh
1, 254
3
Vc
0, 0896 дм
1 15 1
Va Vc Vh 0, 0896 1, 254 1,344 дм
3

22.

Четырехтактный, 4-х цилиндровый двигатель
имеет литраж 1600 см3, при степени сжатия 9
единиц. Чему равен объем камеры сгорания?
i 4; Vл 1600 см ; 9; Vc ?
3

23.

Литраж двигателя – сумма всех рабочих объемов
цилиндра
Vл Vh i;
Vh
Vл Vh i
D S
2
4
D Si
2
4
, см
3

24.

Vл Vл 1600
3
Vh
400 см
4
i
4
Степень сжатия – отношение полного объема
цилиндра к объему камеры сгорания
Va
Vc

25.

Vh
Vc Vh
1
Va Vc Vh ;
Vc
Vc
Vc
Va
Vh
1
Vc
Vh
400
3
Vc
50 см
1 9 1

26.

Удельный
эффективный
расход
топлива
двигателя равен
250 г/кВт∙ч. Определить
эффективную мощность двигателя, если часовой
расход топлива составляет 14,3 кг/ч.
ge 250 г / кВт ч
GT 14,3 кг / ч
Ne ?

27.

GТ г
ge 1000
,
N e кВт ч
1000GT 1000 14,3
Ne
57,2кВт
ge
250

28.

Эффективный крутящий момент ДВС равен
329 Нм. Какой должна быть частота вращения
коленчатого вала двигателя, чтобы он развивал
мощность 75,8 кВт?
M K 329 Н м
Ne 75,8 кВт
n ?

29.

3
M к
10 Ne
Ne
кВт
;
Mк
Н м;
3
10
n
с 1
30
3
3
3
10 N e 10 N e 30 10 N e 30
Mк
Н м
n
3,14 n
Ne
M K 9550
,Нм
n
Ne
9550 75,8
1
n 9550
2200 мин
329
MK

30.

Дизельный двигатель развивает эффективную
мощность 55 кВт, удельный расход топлива
при этом составляет 230 г/кВт ч. Теплота
сгорания дизельного топлива 42500 кДж/кг.
Определить эффективный КПД двигателя.
Ne 55 кВт
ge 230 г / кВт ч
hu 42500 кДж / кг
е ?

31.

Эффективный КПД двигателя – это отношение эффективной
работы, кДж/ч, на маховике двигателя к количеству
теплоты, кДж/кг, полученной при сгорании топлива:
ge Ne
Le
3600 N e
e
, GT
,кг / ч
GT hu
GT hu
1000
3600 N ee 3600 N e 1000
e
,
GT hu
N ee g e hu
3.6 10
e
g e hu
6
3.6 10
0.368
230 42500
6

32.

Расход топлива двигателем составляет 0,6 л/мин.
Рассчитать мощность, развиваемую ДВС, если
установлено, что удельный расход топлива при тех
же условиях равен 288 г/кВт∙ч. Плотность топлива
принять равной 0,97 т/м3.
GT мин 0,6 л / мин
ge 288 г / кВт ч
0,97 т / м 970 г / л
3
Ne ?

Тракторы и автомобили

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.