3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое мощность полная на дизельном двигателе

Общие сведения. Удельной мощности дизеля

Удельной мощности дизеля

Тема 3.1. Наддув как основной метод повышения

Лекция № 14

1. Общие сведения.

2. Основные схемы реализации наддува.

Мощность двигателей внутреннего сгорания в одном агрегате за последние годы достигает нескольких тысяч кВт. Достижение такой агрегатной мощности было бы невозможно только за счет увеличения размеров цилиндра двигателя или его быстроходности. К тому же как следует из уравнения мощности, повышение размеров цилиндра вынуждает снижать частоту вращения вала, а это в свою очередь уменьшает мощность двигателя

где— рабочий объем цилиндра
— низшая теплота сгорания топлива,
— коэффициент избытка воздуха при сгорании
— теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива,
— число цилиндров
— коэффициент тактности
— коэффициент наполнения
— индикаторный к.п.д.
— механический к.п.д.
— плотность воздушного заряда

При прочих равных условиях мощность пропорциональна третьей степени диаметра цилиндра

т.к. ; где ).

Размеры цилиндра всегда увязываются с частотой вращения вала. Чем быстроходнее двигатель, тем меньше допустимый диаметр цилиндра и ход поршня. Дизели с диаметром цилиндра D=600÷800 мм обычно развивают не более 120÷100 об./мин.; быстроходные с n=1 500÷2 500 об./мин. имеют D=200÷85 мм.

Увеличение диаметра цилиндра влечет за собой возрастание сил инерции и динамической нагрузки на главные подвижные детали двигателя. Это обстоятельство заставляет у быстроходных дизелей применять малые размеры цилиндра, но с целью увеличения суммарного рабочего объема число цилиндров в одном ряду в некоторых случаях доводят до 10-12. Кроме того, с той же целью употребляются сложные кинематические схемы с V – образным, W – образным, звездообразным и другими способами расположения осей цилиндров. В настоящее время имеются быстроходные дизели с числом цилиндров до 50 и более.

Даже у самых тихоходных современных двигателей максимальные диаметры цилиндра, за редким исключением, не превосходят 750-800 мм. С увеличением диаметра цилиндра кроме указанного возрастания сил инерции, ухудшаются условия охлаждения цилиндра, т.к. уменьшается величина относительной поверхности охлаждения. Это в свою очередь сказывается на теплонапряженности цилиндра.

Количество теплоты, которое проходит через стенку в единицу времени при данной разности температур, пропорционально поверхности охлаждения:

где— коэффициент теплоотдачи от стенки охлаждающей жидкости
— температура охлаждающей поверхности стенки
— температура охлаждающей воды.

Абсолютная величина поверхности охлаждения возрастает с увеличением диаметра цилиндра в квадратичной зависимости. При сохранении постоянства коэффициент избытка воздуха с увеличением диаметра цилиндра соответственно возрастает расход топлива.

Если считать, что условия сгорания не изменяются, то количество теплоты выделяющейся в час можно определить следующим образом:

где — коэффициент выделения теплоты при сгорании.

Следовательно, изменение количества выделившейся теплоты пропорционально, при прочих равных условиях, третьей степени диаметра цилиндра. Иначе говоря, с увеличением диаметра цилиндра возрастает доля теплоты, приходящейся на единицу поверхности цилиндра, что приводит к возрастанию телонапряженности.

Таким образом, повышение мощности за счет конструктивных размеров цилиндра и частоты вращения вала весьма ограничены. Наиболее существенным резервом повышения мощности без изменения размеров и быстроходности двигателя является наддув.

Смысл и цель наддува заключается в повышении мощности при данных размерах двигателя без увеличения частоты вращения вала за счет подачи в цилиндры воздуха под повышенным давлением и соответствующего увеличения цикловой подачи топлива.

О форсировке двигателя за счет наддува принято судить по отношению среднего эффективного давления двигателя с наддувом к среднему эффективному давлению того же двигателя без наддува.

— степень наддува

Таким образом, степень наддува показывает, во сколько раз возрастает эффективная мощность двигателя вследствие применения наддува при сохранении неизменными числа цилиндров и их размеров, а также частоты вращения вала.

Повышение степени наддува достигается за счет увеличения давления воздуха на всасывании. Это позволило повысить у четырехтактных двигателей от 0,5÷0,65 мПа до 1,8÷2,5 мПа и более, у двухтактных дизелей от 0,45÷0,55 мПа до 1,2÷1,5 мПа. При этом также повышалась топливная экономичность работы двигателей. У современных двигателей с наддувом удельный эффективный расход топлива составляет 185÷210 .

Увеличение давления нагнетаемого в цилиндры воздуха повышает параметры физического состояния воздушного заряда и продуктов сгорания во всех характерных точках индикаторной диаграммы: расчет давления в конце процесса сжатия , максимальное давление цикла , давление в конце процесса расширения . Соответственно увеличивается при этом и температура рабочего тела, поскольку при сжатии воздуха в нагнетателе повышается и его температура:

где n – показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре.

Повышение температуры надувочного воздуха отрицательно сказывается на массе воздушного заряда, т.е. снижается эффективность наддува, а главное при этом увеличивается теплонапряженность деталей цилиндропоршневой группы. В этой связи возникает необходимость охлаждения надувочного воздуха перед тем, как он поступит в цилиндры двигателя.

Экспериментальные исследования показывают, что снижение температуры на каждые 20º С позволяет повысить мощность дизеля примерно на 5,0-6,0%, снизить максимальную и соответственно среднюю температуру цикла, теплонапряженность двигателя, улучшить его топливную экономичность.

Читать еще:  Двигатель 1500 ваз расход топлива

При наддуве повышается энергетический уровень отработавших газов, что позволяет использовать их располагаемую энергию в газовой турбине, приводящей в действие компрессор. В некоторых случаях мощность, развивается газовой турбиной, может быть больше мощности, потребляемой компрессором, и тогда избыточная мощность турбины передается на вал дизеля, т.е. суммируется с эффективной мощностью поршневого двигателя.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Дизельный двигатель

Дизельный двигатель двигатель внутреннего сгорания, в котором:
— сжатию подвергается воздух, температура которого повышается до 600-700°С.
— топливо воспламеняется при соприкосновении с раскаленным воздухом.

Дизели ставят только на грузовики

Многие современные легковые автомобили имеют дизельные двигатели, причем, например, в Европе люди даже предпочитают дизели бензиновым двигателям.

Дизельный двигатель менее мощный, чем бензиновый

При современном уровне технологий чаще оказывается наоборот. Современный дизельный двигатель может превосходить бензиновый по мощности, не говоря уже о крутящем моменте, который обеспечивает эластичность и удобство управления разгоном.

Дизельные двигатели эффективны только при большом объеме

Для дизельного двигателя, точно так же, как и для бензинового, не существует ограничений по объему. Сейчас выпускаются автомобили с объемом дизельного двигателя 1,1; 1,3 литра, и даже мотоциклы с дизельным двигателем объемом 0,6 литра.

Даже если дизель мощнее, за счет своего веса он проигрывает по характеристикам бензиновому

Сейчас для дизельных двигателей применяются те же материалы, что и для бензиновых, поэтому они ненамного тяжелее.

Дизельный двигатель хуже заводится зимой

Если не экономить деньги на свечах накаливания и зимнем дизтопливе, то он будет запускаться в любой мороз с такой же легкостью.

Дизельный двигатель с турбиной расходует больше топлива

Как это ни парадоксально, но турбина в дизельном двигателе, в отличие от бензинового, снижает расход топлива. Это объясняется резко возрастающим крутящим моментом, который позволяет управлять машиной более спокойно.

Дизельный двигатель необходимо долго прогревать

Если прогревать дизельный двигатель регулярно, то на клапанах остаются остатки нагара и смол, которые при накоплении могут привести к неплотному прилеганию клапана к седлу и даже его стопорению. Но, тем не менее, турбодизели нуждаются в недолгом прогреве на холостом ходу для избежания поломок турбины.

Дизельный двигатель намного сложнее в обслуживании и ремонте

Дизельный двигатель по своей конструкции намного проще бензинового, так как в нем воспламенение происходит не от искры, производимой свечой зажигания, а от сжатия смеси в цилиндре. А так как простые конструкции всегда надежнее, то поломки этого типа двигателя происходят намного реже. В обслуживании и ремонте дизельные двигатели также намного проще по понятной причине.

Дизельный двигатель чрезвычайно шумный

Дизельный двигатель, оснащенный хорошим глушителем и современной системой впуска работает немного громче бензинового, но в большинстве случаев звук работы современных бензиновых и дизельных двигателей практически невозможно различить.

Любой дизель требует хорошего топлива

Во-первых, многие дизельные двигатели, особенно атмосферные, абсолютно не требовательны к топливу. А во-вторых даже на самый прихотливый дизель можно поставить фильтр-водоотделитель и фильтр твердых частиц, которые позволят заправлять автомобиль топливом любого качества.

Бензиновые двигатели все же надежнее – они лучше проверены

Это не так. Дизельные двигатели в среднем имеют ресурс на 40-50% больший, чем у бензинового двигателя.

В дизеле бесполезно применять сложную электронику

Дизельный двигатель допускает применение в нем любых сложных систем. Так, в современном дизельном двигателе применяются такие системы, как электронноуправляемые форсунки, общая аккумуляторно-возвратная топливная рампа Common Rail и другие.

Форсировать дизельный двигатель невозможно

Да, дизели хуже поддаются тюнингу, чем бензиновые двигатели, но поднять мощность в 1,5 раза без особого прироста расхода топлива все же возможно.

Автоматическая коробка передач и дизель несовместимы

Дизельный двигатель стыкуется с автоматической коробкой передач даже лучше бензинового за счет более высокого крутящего момента, который лучше приводит в действие гидротрансформатор.

Выхлоп дизельного двигателя сильнее загрязняет окружающую среду

При применении каталитических нейтрализаторов, рециркуляции выхлопных газов и сажевого фильтра выхлоп дизельного двигателя может соответствовать самым жестким экологическим нормам.

Дизельная машина дешевле бензиновой

При равном уровне оснащения машина с дизельным двигателем будет стоить дороже бензиновой за счет применения более дорогих электронных и очистных систем, но ее эксплуатация обойдется дешевле.

Вибронагруженность дизеля слишком высока

При четном количестве цилиндров в одном ряду вибронагруженность дизельного двигателя вполне приемлема, но если наоборот – то это утверждение становится правдивым.

В дизельный двигатель заливается такое же масло, как и в бензиновый

Для дизелей лучше использовать специальное масло, причем стоит внимательно изучить, для каких именно типов дизелей оно предназначено.

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

    145 4 155k
    30 0 42k

Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:

  • обороты двигателя,
  • объем мотора,
  • крутящий момент,
  • эффективное давление в камере сгорания,
  • расход топлива,
  • производительность форсунок,
  • вес машины
  • время разгона до 100 км.
Читать еще:  Электрические схемы асинхронного электрического двигателя постоянного тока

Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь на те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.

Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

Крутящий момент

Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:

Мкр = VHхPE/0,12566, где

  • VH – рабочий объем двигателя (л),
  • PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).
Обороты двигателя

Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:

P = Mкр * n/9549 [кВт], где:

  • Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
  • n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
  • 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.

Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.

А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.

Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.

Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:

Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:

  • Vh — объём двигателя, см³
  • n — частота вращения, об/мин
  • pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах составляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).

Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.

Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).

Читать еще:  Шум при работе двигателя форд фокус 2

Узнав все необходимые данные, вводите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?

Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид:
Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — количество оборотов коленчатого вала за минуту
Pe — среднее эффективное давление, Мпа

Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?

Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.

Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?

Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где:
Mкр – крутящий момент (Нм),
n – обороты коленвала (об./мин.),
9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.

Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?

Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему. Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Номинальная мощность — дизель

Номинальная мощность дизеля 450 л. с. при 1600 об / мин. Дизель B2 — 500A — G2 отличается от дизеля В2 — 450 только регулировкой мощности, которая составляет 500 л. с. при 1800 об / мин, и применяется в насосных цементировочных агрегатах. [1]

Во время транспортного хода используется номинальная мощность дизеля для быстрого выхода машин из забоя и достижения максимальной скорости движения. При загрузке ковша скрепера, мощность дизеля расходуется на привод ходового механизма и элеватора. Так как характеристика гидротрансформатора подбирается из условия использования номинальной мощности, во время самозагрузки ковша возможно чрезмерное буксование колес. Для того чтобы предотвратить увеличение скорости движения машины по сравнению со значением, допустимым по производительности элеватора, необходимо постоянно регулировать заглубление ковша. [3]

Для привода вспомогательных механизмов современного тепловоза затрачиваются 12 — 14 % номинальной мощности дизеля . [4]

На современных тепловозах для привода вспомогательных механизмов затрачивается до 12 — 14 % номинальной мощности дизеля , поэтому выбору системы привода придается большое значение. Электрический привод облегчает компоновку агрегатов на тепловозе и автоматическое управление вспомогательными механизмами. [6]

Если с площадки состав перейдет на уклон ( i — 2 / 00), то вторая шунтировка поля двигателей ( при скорости ии) дает возможность поднять скорость движения тепловоза до значения v % и также использовать номинальную мощность дизеля . [8]

На тепловозе установлен восьмицилиндровый, четырехтактный нереверсивный двигатель типа ЗА-6Д49 с газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. Номинальная мощность дизеля при нормальных условиях 1200 л. с., номинальная частота вращения коленчатого вала 1000 об / мин. Система охлаждения дизеля — водяная принудительная двухкон-турная ( по замкнутым контурам), а система смазки — циркуляционная под давлением. [9]

При наличии тяговой характеристики тепловоза расчет процесса разгона поезда производится по методике, изложенной в предыдущей главе. Скорости выхода на автоматическую характеристику при номинальной мощности дизеля и силы тяги при трогании указаны в табл. 24 для всех тепловозов, используемых на промышленном транспорте. [11]

На 22 — 24 позиции контроллера дизель работает с номинальной мощностью. Скорость D0 выхода на гиперболическую зависимость vF const, соответствующую номинальной мощности дизеля ( точка А на тяговой характеристике рис. 1 — 20), составляет 20 — 25 % наивысшей эксплуатационной скорости тепловоза. Для дальнейшего повышения скорости движения тепловоза и использования полной мощности дизеля необходимо установить контроллер на первую ступень шунтировки поля двигателей. [13]

Различают индикаторную мощность Nt, получаемую в цилиндрах дизеля, и эффективную мощность Ne, реализуемую на коленчатом валу дизеля. В технической документации, которая составляется на каждый двигатель заводом-изготовителем, указывается номинальная мощность дизеля ЛГен. [14]

Расчет секции топливного насоса заключается в определении диаметра и хода плунжера. Эти основные конструктивные параметры насоса находятся в зависимости от его цикловой подачи на режиме номинальной мощности дизеля . [15]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector