Что такое коэффициент использования мощности двигателя

Степень использования мощности двигателя

График мощностного баланса автомобиля строится при работе двигателя на внешней скоростной характеристике, т.е. при пол­ной подаче топлива (при полной нагрузке двигателя). В этом слу­чае скорость движения автомобиля будет возрастать до некоторо­го максимального значения.

Для равномерного движения автомобиля с меньшей скорос­тью на той же передаче необходимо уменьшить подачу топлива, чтобы тяговая мощность N_тизменялась по кривой N’_т,показанной на рис. 3.28, т.е. нужно изменить степень использования мощнос­ти двигателя.

Степенью использования мощности двигателя называется от­ношение мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля, к мощности, развиваемой двигателем при той же скорости и полной подаче топлива.

Степень использования мощности двигателя определяется по формуле

Данная величина зависит от дорожных условий, скорости дви­жения и передаточного числа трансмиссии. Так, чем лучше доро­га, меньше скорость движения и больше передаточное число транс­миссии, тем меньше степень использования мощности двигателя. Это приводит к увеличению расхода топлива и снижению топ­ливной экономичности автомобиля.

Разгон автомобиля

В процессе эксплуатации автомобиль движется равномерно срав­нительно непродолжительное время. Большую часть времени он перемещается неравномерно. Так, в условиях города автомобиль движется с постоянной скоростью 15. 25% времени работы, а ускоренно (при разгоне) — 30. 45%.

Разгон автомобиля во многом зависит от его приемистости, т. е. способности быстро увеличивать скорость движения.

Показателями разгона автомобиля являются ускорение при разгоне j, м/с 2 , время разгона t_р, с, и путь разгона S_p, м.

Показатели разгона определяются экспериментально при до­рожных испытаниях автомобиля. Они также могут быть получены расчетным способом.

Ускорение при разгоне

Ускорение, определяемое из уравнения силового баланса ав­томобиля (3.22), представленного в безразмерной форме, имеет

. (3.25)

Для расчета ускорения при разгоне выберем на динамической Характеристике автомобиля пять-шесть значений скорости v,оп­ределим соответствующие им значения динамического фактора D й коэффициента сопротивления дороги ψ. Затем, решив уравне­ние (3.25), найдем значения ускорений при разгоне на различных

передачах. По результатам расчетов построим график ускорений при разгоне автомобиля.

На рис. 3.30 представлен график ускорений, характерный для легковых автомобилей. Из рисунка видно, что ускорение на низ­ших передачах больше, чем на высших. Это связано с более высо­ким динамическим фактором на низших передачах.

Область графика ускорений при v 2 : у легковых автомобилей с механической трансмиссией они составляют 2,0. 2,5, у грузовых — 1,7. 2,0,

Рис. 3.30. График ускорений легкового автомобиля:

v₁, v₂— значения скорости авто­мобиля; I — III — передачи

Рис. 3.31. График ускорений грузового автомобиля:

а, е — начальная и конечная точки разго­на; б — г — точки переключения передач; j₁, j₂ – ускорения в начале и конце интерва­ла скоростей от v₁до v₂;I — IV — передачи

у автобусов — 1,8. 2,3, у автомобилей с гидромеханической транс­миссией — 6. 8.

Графики ускорений позволяют сравнить приемистость различ­ных автомобилей на дорогах с одинаковым сопротивлением дви­жению. Однако такое сравнение не совсем точно, так как различ­ные автомобили имеют неодинаковое максимальное ускорение на каждой передаче и разное число передач в коробке передач. По­этому более точное сравнение приемистости обеспечивают гра­фики времени и пути разгона.

Время и путь разгона

Время и путь разгона определяют следующим образом. Кривые графика ускорений (см. рис. 3.31) разбивают на ряд отрезков, со­ответствующих определенным интервалам скоростей, км/ч: на низшей передаче — 2. 3, на промежуточных — 5. 10 и на выс­шей — 10. 15. Полагают, что в каждом интервале скоростей раз­гон происходит с постоянным, средним ускорением

где j₁и j₂ — ускорения в начале и конце некоторого интервала скоростей.

Среднее ускорение можно также рассчитать, зная значения скорости в начале и конце интервала. Так, например, при изме­нении скорости от v₁до v₂среднее ускорение

где Δt — время разгона в заданном интервале скоростей.

Из последнего выражения определяем время разгона в интер­вале скоростей от v₁до v₂:

(3.26)

Время разгона автомобиля определяется в такой последова­тельности (см. рис. 3.31): на I передаче — по кривой аб, на II пере­даче — по кривой бв, на IIIпередаче — по кривой вг и на IV передаче — по кривой де. Скорости, соответствующие точкам б, в и г, являются оптимальными для переключения передач.

Вычислив значение времени разгона в каждом интервале ско­ростей, находим общее время разгона на п интервалах от мини­мальной v_minдо максимальной v_max скорости:

Зная значения времени разгона в различных интервалах скоростей, строим кривую времени разгона (рис. 3.32). Изломы этой кривой со­ответствуют моментам переключе­ния передач.

При переключении передач в течение некоторого времени (вре­мени переключения) происходит разъединение двигателя и ведущих колес. При этом разрывается поток мощности и уменьшается скорость движения автомобиля за счет дей­ствия сил сопротивления движе­нию.

Время переключения передач за­висит от типа двигателя, коробки передач и квалификации водителя. Так, для водителей высшей квалификации время переключения передач составляет 0,5. 1 с при бензиновом двигателе и 1. 4 с — при дизеле. Увеличение времени переключения передач при дизеле объясняется более медленным снижением угловой скорости колен­чатого вала, чем при использовании бензинового двигателя. У ме­нее квалифи-цированных водителей время переключения передач на 25. 40 % больше, чем у высококвалифицированных.

Уменьшение скорости, км/ч, автомобиля при переключении передач, зависящее от дорожных условий, скорости движения и параметров обтекаемости, определяется по формуле

где t_п— время переключения передач, с.

Для нахождения пути разгона используют те же интервалы ско­ростей, которые были выбраны при определении времени разго­на. При этом считается, что в каждом интервале скоростей авто­мобиль движется равномерно со средней скоростью

.

При разгоне от скорости v₁до скорости v₂(см. рис. 3.31) путь разгона в этом интервале скоростей

ΔS = v_ср Δt,

или с учетом выражения (3.26)

.

Путь разгона автомобиля от минимальной v_minдо максималь­ной v_maxскорости

Зная значения пути разгона, соответствующие различным ин­тервалам скоростей, строим кривую пути разгона (см. рис. 3.32). Изломы этой кривой, так же, как и у кривой времени разгона, отвечают переключению передач.

За время переключения передач автомобиль проходит путь

где v_п— скорость в момент начала переключения передач.

Рассмотренный метод определения времени и пути разгона ав­томобиля является приближенным. Поэтому полученные при рас­чете результаты могут несколько отличаться от действительных.

2.3. Расчет коэффициента загрузки двигателя

Определим коэффициент загрузки двигателя:

где,— требуемая мощность, кВт— мощность двигателя, кВт

=0,99

Коэффициент загрузки показывает, что двигатель используется достаточно эффективно.

3. Кинематическая схема привода к рабочему органу. Основные характеристики привода

Схема привода к рабочему органу

Рис. 9.1. Схема гидравлической системы скрепера:

1 — гидробак, 2 — основной насос. 3 — основной распределитель, 4 — гидроцилиндры подъема и опускания ковша, 5 — гидроцилиндры заслонки, 6 — гидроцклиндр задней стенки

Гидросистема скрепера (рис. 9.1) состоит из двух обособленных частей, одну из которых монтируют на тракторе, другую — на скрепере. Первая часть состоит из привода (насоса 2), управления (распределителя 3) и вспомогательного оборудования (масляного бака 1). Вторая часть включает в себя исполнительные механизмы (гидроцилиндры 4, 5 и 6) и связывающие их трубопроводы. Между собой части трубопроводов гидросистемы соединены гибкими рукавами.

Гидроцилиндр 6 разгружающей стенки ковша размещен внутри металлоконструкции буфера. Он выдвигает заднюю стенку вперед для разгрузки ковша и возвращает ее после разгрузки в исходное положение. Гидроцилиндры 4 опускают ковш для загрузки и заглубляют его ножи в грунт, а также поднимают ковш после загрузки в транспортное положение. В процессе загрузки при помощи гидроцилиндров изменяют толщину срезаемой стружки грунта, поднимая и опуская ковш. Гидроцилиндры 5 приподнимают заслонку ковша при его загрузке и опускают заслонку по окончании загрузки для удержания набранного фунта в ковше. Перед разгрузкой гидроцилиндры полностью поднимают заслонку, благодаря чему фунт с заслонки и из передней части ковша высыпается на землю перед его ножами.

4. Определение эксплуатационной производительности машины за смену

1.9. Расчет производительности скрепера

Поскольку скрепер является машиной циклического действия, то эксплуатационная производительность будет определяться по формуле:

, м 3 /смен

Т_р — время работы, мин.

К_в — коэффициент использования рабочего времени. V — объем ковша, м 3 .

К_н — коэффициент использования ковша Т_ц — время одного цикла, с.

К_р — коэффициент рыхления грунта.

Предварительно определим время цикла по формуле:

l_н, l_р — расстояние, проходимое при наборе и разгрузке грунта, м, V_н, V_р — скорость движения машины при наборе и разгрузке, м/сек, V_г, V_п — скорость движения порожней и груженой машины, м/сек, t₀ — время на опускание и подъем рабочею органа (1. 3), с, n — число переключений передач за время цикла (4. 6),

t_c — время необходимое для переключения передачи, (3. 12), с,

t_пов— время поворота или изменения движения (8. 10), с,

= 366с.

= 295 м 3 / смена.

Библиографический список

1. Шестопалов К.К. «Строительные и дорожные машины» 2008 г.

2.И. Ф. Дьяков «СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ И ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ» Ульяновск 2007г.

3.А. Н. Дроздов «Строительные машины и оборудование» 2012 г.

4. Учебное пособие Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности «Автомобиле- и тракторостроение» ВолгГТУ Волгоград 2013.

Коэффициент использования емкости

23 мая 2020 6:37

Что такое Коэффициент использования емкости?

Коэффициент использования производственных мощностей измеряет долю фактически реализованной потенциальной экономической продукции. Уровень использования производственных мощностей, отображаемый в процентах, дает представление об общем резерве, который существует в экономике или фирме в данный момент времени. Формула для определения ставки:

(Фактический выход / потенциальный выход) x 100 = коэффициент использования мощности

Объяснение коэффициента использования емкости

Коэффициент использования производственных мощностей является важным операционным показателем для предприятий, а также ключевым экономическим показателем при применении к совокупной производственной мощности. Компания с коэффициентом загрузки менее 100% теоретически может увеличить производство, не неся дорогостоящих накладных расходов, связанных с покупкой нового оборудования или собственности. Экономика с коэффициентом ниже 100% может поглотить значительный рост производства, не преодолевая предыдущие максимумы. Концепцию использования производственных мощностей лучше всего применять к производству физических товаров, которые проще измерить количественно.

Темпы использования корпоративных мощностей

Коэффициент использования производственных мощностей важен для оценки текущей операционной эффективности компании и помогает получить представление о структуре затрат в краткосрочной или долгосрочной перспективе. Его можно использовать для определения уровня роста удельных затрат. Представьте, например, что компания XYZ в настоящее время производит 10 000 виджетов по цене 0,50 доллара за единицу. Если будет установлено, что она может производить до 15 000 виджетов без затрат, превышающих $ 0,50 за единицу, считается, что компания работает с коэффициентом использования производственных мощностей 67% (10 000/15 000).

Краткая справка

Данные об использовании производственных мощностей в экономике США публикуются Федеральной резервной системой с 1960-х годов. Наибольшее падение показателя произошло в 2009 году, когда загрузка производственных мощностей упала до 66,7%.

Исторические показатели использования производственных мощностей

Федеральная резервная система собирает и публикует данные об использовании производственных мощностей в экономике США. Загрузка производственных мощностей имеет тенденцию колебаться в зависимости от бизнес-циклов, при этом фирмы корректируют объемы производства в ответ на меняющийся спрос. Спрос резко снижается во время рецессии, когда растет безработица, падает заработная плата, падает доверие потребителей и падают инвестиции в бизнес.

ФРС публикует данные об использовании производственных мощностей с 1960-х годов, охватывающие несколько экономических циклов. Рекордно высокие уровни, приближающиеся к 90%, были достигнуты в конце 1960-х – начале 1970-х годов. Наибольшее снижение произошло в 1982 и 2009 годах, когда загрузка производственных мощностей упала до 70,9% и 66,7% соответственно.

Последствия использования низкой емкости

Низкое использование производственных мощностей вызывает озабоченность у лиц, определяющих налогово-бюджетную и денежно-кредитную политику, которые используют любую политику для стимулирования. В 2015 и 2016 годах некоторые европейские страны, например, Франция и Испания, боролись с последствиями низкой загрузки производственных мощностей. Несмотря на начало денежно-кредитного стимулирования, ведущего к исторически низким процентным ставкам, инфляция оставалась ниже целевого уровня в течение длительных периодов времени, и нависла угроза дефляции. Низкая загрузка производственных мощностей и высокий уровень безработицы привели к тому, что в этих странах произошел такой спад, что цены медленно реагировали на стимулирующие меры. При таком большом количестве избыточных мощностей рост активности производства не требовал значительных капитальных вложений.

Расчет нагрузок электроустановки, коэффициент использования

Основным показателем режима работы электроустановки является коэффициент использования активной мощности одной электроустановки kи или группы электроустановок Ки – это отношение средней активной мощности отдельного приемника или группы к ее номинальному значению:

Зная график нагрузки по активной мощности, коэффициент использования активной мощности электроустановки за смену может быть определен из выражения

где Эсм – активная энергия, потребляемая при наиболее загруженной смене;

Эном – энергия, которая могла бы быть потреблена за смену при номинальной загрузке всех электроприемников.

Площадь под графиком нагрузки в масштабе выражает количество потребляемой электрической энергии за смену (год).

Средние нагрузки для смены определяются по выражению

Значения коэффициента использования Ки для различных электроприемников определены из опыта эксплуатации и принимаются при проектировании по справочным материалам.

– если Ки меньше 0,6, то электроприемники (или группа) работают с переменным графиком нагрузки;

– если Ки больше или равно 0,6, то электроприемники (или группа) работают с постоянным графиком нагрузки.

Таблица. Коэффициенты использования и коэффициенты мощности некоторых электроприемников промышленных предприятий

Металлорежущие станки мелкосерийного производства с нормальным режимом работы (мелкие токарные, строгальные, долбежные, фрезерные, сверлильные, и т.п.)

То же при крупносерийном производстве

То же при тяжелом режиме работы (штамповочные прессы, автоматы, револьверные, обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, фрезерные, и т.п.)

Поточные линии, станки с ЧПУ

Вентиляторы, эксгаустеры, санитарно-техническая вентиляция

Краны, тельферы, кран-балки при ПВ = 25 %

То же при ПВ = 40 %

Сварочные трансформаторы дуговой сварки

Приводы молотов, ковочных машин, волочильных станков, очистных барабанов, бегунов и др.

Элеваторы, шнеки, несбалансированные конвейеры

Однопостовые сварочные двигатель – генераторы

Многопостовые сварочные двигатель – генераторы

Сварочные машины шовные

Насосы, компрессоры, дизель – генераторы, двигатель – генераторы

Сварочные машины стыковые и точечные

Сварочные дуговые автоматы

Печи сопротивления с автоматической загрузкой изделий, сушильные шкафы, нагревательные приборы

Печи сопротивления с неавтоматической загрузкой

Вентиляторы высокого давления

Вентиляторы к дробилкам

Газодувки (аглоэкструдеры) при синхронных двигателях

То же при асинхронных двигателях

Сушильные барабаны и сепараторы

Коэффициент использования установленной мощности

Коэффициент использования установленной мощности — важнейшая характеристика эффективности работы предприятий электроэнергетики. Она равна отношению среднеарифметической мощности к установленной мощности электроустановки за определённый интервал времени. В ядерной энергетике дают немного другое определение: к оэффициент использования установленной мощности равен отношению фактической энерговыработки реакторной установки за определённый период эксплуатации к теоретической энерговыработке при работе без остановок на номинальной мощности. Нетрудно заметить, что значение коэффициента использования установленной мощности при обоих способах подсчёта будет одинаковым, однако последнее определение, во-первых соответствует международному понятию коэффициента использования установленной мощности (за исключением словосочетания реакторная установка, которое в общем-то можно заменить на электроустановка, определение при этом останется правильным и будет полностью соответствовать международному значению), а во-вторых предполагает более простой подсчёт его значения.

Важность коэффициента использования установленной мощности заключается в том, что этот параметр характеризует эффективность электростанции в целом, включая не только её технологическое совершенство, но и квалифицированность персонала, организацию работы как руководством самой станции, так и организацию всей отрасли на государственном уровне, а также учитывает многие другие факторы.

В большинстве стран ведётся упорная борьба за высокий коэффициент использования установленной мощности электростанций, что особенно важно в свете последних мировых тенденций по увеличению энергоэффективности и энергосбережения. Особую роль эта характеристика играет в ядерной энергетике, что связано с некоторыми специфическими особенностями обеспечения высокого коэффициента использования установленной мощности в этой сфере.