Konštrukcia indikátorových tabuliek

Diagramy indikátorov sú zostavené v súradniciach p-V.

Konštrukcia indikátorového diagramu spaľovacieho motora je založená na tepelnom výpočte.

Na začiatku konštrukcie je na vodorovnej osi vynesený úsek AB, ktorý zodpovedá pracovnému objemu valca a má veľkosť rovnajúcu sa zdvihu piestu na mierke, ktorú možno v závislosti od zdvihu piestu navrhovaného motora považovať za pomer 1:1, 1,5:1 alebo 2:1.

segment OA, zodpovedajúci objemu spaľovacej komory,

sa určí z pomeru:

Segment z "z pre dieselové motory (obr. 3.4) je určený rovnicou

Z,Z=OA(p-1)=8(1,66-1)=5,28 mm, (3,11)

tlaky = 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,07; 0,10 MPa v mm tak, aby

získajte výšku grafu rovnajúcu sa 1,2 ... 1,7 jeho základne.

Potom sa podľa údajov tepelného výpočtu na diagrame uložia

zvolená stupnica hodnôt tlaku v charakteristických bodoch a, c, z, z,

b, r. Bod z pre benzínový motor zodpovedá pzT.

Diagram indikátorov štvortaktného dieselového motora

Podľa najbežnejšej Brouwerovej grafickej metódy sú kompresné a expanzné polytropy zostavené nasledovne.

Nakreslite lúč z počiatku OK v ľubovoľnom uhle k osi x (odporúča sa vziať = ​​15 ... 20 °). Ďalej od začiatku sú lúče OD a OE nakreslené pod určitými uhlami a na os y. Tieto uhly sú určené zo vzťahov

0,46 = 25°, (3,13)

Kompresný polytrop je vytvorený pomocou lúčov OK a OD. Z bodu C sa vedie vodorovná čiara, až kým sa nepretína s osou y; od priesečníka - čiara pod uhlom 45 ° k vertikále, kým sa nepretína s OD lúčom, a od tohto bodu - druhá vodorovná čiara rovnobežná s osou x.

Potom sa z bodu C nakreslí zvislá čiara, kým sa nepretne s lúčom OK. Od tohto bodu priesečníka pod uhlom 45° k vertikále nakreslíme priamku, kým sa nepretne s osou x, a od tohto bodu druhú zvislú priamku rovnobežnú s osou y, až kým sa nepretne s druhou vodorovnou čiarou. Priesečník týchto čiar bude stredným bodom 1 kompresného polytropu. Bod 2 sa nachádza podobne, pričom bod 1 sa považuje za začiatok stavby.

Expanzný polytrop je postavený pomocou lúčov OK a OE, začínajúc od bodu Z, podobne ako konštrukcia kompresného polytropu.

Kritériom pre správnu konštrukciu predlžovacieho polytropu je jeho príchod do predtým zakresleného bodu b.

Treba mať na pamäti, že konštrukcia expanznej polytropickej krivky by sa mala začať od bodu z, a nie z ..

Po zostrojení kontrakčných a expanzných polytropov vyrábajú

zaokrúhľovanie diagramu indikátorov s prihliadnutím na predbežné otvorenie výfukového ventilu, načasovanie zapaľovania a rýchlosť nárastu tlaku a tiež aplikujte sacie a výfukové potrubie. Na tento účel je pod osou x nakreslený polkruh s polomerom R=S/2 na dĺžke zdvihu piestu S ako na priemere. Od geometrického stredu Оґ v smere n.m.t. segment je odložený

Kde L- dĺžka ojnice sa vyberie z tabuľky. 7 alebo prototyp.

Ray O 1.S 1 sa vykonáva pod uhlom Q o = 30° zodpovedajúci uhlu

časovanie zapaľovania ( Qo= 20…30° do w.m.t.) a bod S 1 zbúraný za

kontrakčný polytrop, čím sa získa bod c1.

Na vybudovanie liniek na čistenie a plnenie valca sa položí lúč O 1?IN 1 pod uhlom g= 66°. Tento uhol zodpovedá uhlu predotvorenia výfukového ventilu alebo výfukových otvorov. Potom sa nakreslí zvislá čiara, kým sa nepretína s expanzným polytropom (bod b 1?).

Z jedného bodu b 1. nakreslite čiaru, ktorá definuje zákon zmeny

tlak v časti diagramu indikátora (riadok b 1.s). Linka ako,

charakterizujúce pokračovanie čistenia a plnenia valca, kán

držať rovno. Treba poznamenať, že body s. b 1. môžete tiež

nájdite podľa hodnoty strateného zlomku zdvihu piesta r.

ako=r.S. (3.16)

Indikátorový diagram dvojtaktných motorov, ako aj preplňovaných motorov, leží vždy nad čiarou atmosférického tlaku.

V tabuľke indikátorov preplňovaného motora môže byť sacie potrubie vyššie ako výfukové potrubie.

Indikátorový diagram spaľovacieho motora (obr. 1) je zostavený pomocou výpočtových údajov procesov pracovného cyklu motora. Pri konštrukcii diagramu je potrebné zvoliť mierku takým spôsobom, aby sa získala výška rovnajúca sa 1,2 ... 1,7 jej základne.

Obr.1 Schéma indikátora naftového motora

Ryža. 1 Diagram indikátorov naftového motora

Na začiatku konštrukcie je na osi x (základ diagramu) na mierke vynesený segment S a \u003d S c + S,

kde S je zdvih piesta (od TDC do BDC).

Segment Sc zodpovedajúci objemu kompresnej komory (Vc) je určený výrazom Sc = S / - 1.

Úsek S zodpovedá pracovnému objemu Vh valca a svojou veľkosťou sa rovná zdvihu piesta. Označte body zodpovedajúce polohe piestu na TDC, body A, B, BDC.

Tlak na stupnici 0,1 MPa na milimeter je vynesený pozdĺž osi y (výška diagramu).

Tlakové body p g, p c, p z sú vynesené na čiare TDC.

Tlakové body p a, p c sú vynesené na priamke NDC.

Pre dieselový motor je potrebné vykresliť aj súradnice bodu zodpovedajúceho ukončeniu vypočítaného spaľovacieho procesu. Ordináta tohto bodu sa bude rovnať p z a úsečka je určená výrazom

S z = S s   , mm. (2,28)

Konštrukcia vedenia kompresie a expanzie plynov môže byť uskutočnená v nasledujúcom poradí. Ľubovoľne sa medzi TDC a BDC vyberú aspoň 3 objemy alebo segmenty zdvihu piesta V x1, V x2, V x3 (alebo S x1, S x2, S x3).

A vypočíta sa tlak plynu

Na kompresnej linke

Na expanznej linke

Všetky skonštruované body sú navzájom hladko spojené.

Potom sa prechody zaokrúhlia (pri každej zmene tlaku na križovatkách vypočítaných cyklov), čo sa pri výpočtoch zohľadní koeficientom úplnosti diagramu.

V prípade karburátorových motorov sa zaoblenie na konci spaľovania (bod Z) vykonáva pozdĺž ordináty p z \u003d 0,85 P z max.

2.7 Určenie stredného tlaku indikátora z grafu indikátora

Priemerný teoretický tlak indikátora p"i je výška obdĺžnika rovnajúca sa ploche diagramu indikátora na stupnici tlaku

MPa (2,31)

kde F i je plocha teoretického indikátorového diagramu, mm 2, ohraničená čiarami TDC, BDC, kompresie a expanzie, možno určiť pomocou planimetra, integračnou metódou alebo iným spôsobom; S - dĺžka diagramu indikátora (zdvih piestu), mm (vzdialenosť medzi čiarami TDC, BDC);

 p - stupnica tlaku zvolená pri konštrukcii diagramu indikátora, MPa / mm.

Skutočný tlak indikátora

р i = р i ΄ ∙ φ p, MPa, (2,32)

kde  p - koeficient neúplnosti plochy diagramu indikátora; zohľadňuje odchýlku skutočného procesu od teoretického (zaokrúhlenie s prudkou zmenou tlaku, pre karburátorové motory  p = 0,94 .. .0,97; pre dieselové motory  p = 0,92 .. .0,95);

р = р r - ра - priemerný tlak čerpacích strát pri nasávaní a výfuku pre motory s prirodzeným nasávaním.

Po určení p i podľa indikátorového diagramu sa porovná s predtým vypočítaným (vzorec 1.4) a odchýlka sa určí v percentách.

Stredný efektívny tlak p e sa rovná

p e \u003d p i - p mp,

kde p mp je určené vzorcom 1.6.

Potom vypočítajte výkon podľa závislosti
a porovnať s daným. Rozdiel by nemal byť väčší ako 10 ... 15 %, ak by sa malo prepočítať viac procesov.

Je vhodné študovať činnosť skutočného piestového motora pomocou diagramu, ktorý ukazuje zmenu tlaku vo valci v závislosti od polohy piestu za celý

cyklu. Takýto diagram vytvorený pomocou špeciálneho indikátorového zariadenia sa nazýva indikátorový diagram. Oblasť uzavretého obrázku indikátorového diagramu zobrazuje v určitej mierke indikátorovú prácu plynu v jednom cykle.

Na obr. Obrázok 7.6.1 ukazuje indikátorový diagram motora pracujúceho s rýchlo horiacim palivom pri konštantnom objeme. Ako palivo pre tieto motory sa používa ľahký benzín, osvetľovací alebo generátorový plyn, alkoholy atď.

Keď sa piest pohybuje z ľavej mŕtvej polohy do krajnej pravej, cez sací ventil sa nasáva horľavá zmes, pozostávajúca z pár a malých častíc paliva a vzduchu. Tento proces je znázornený v diagrame krivky 0-1, ktorý sa nazýva sacie vedenie. Je zrejmé, že čiara 0-1 nie je termodynamický proces, pretože sa v nej nemenia hlavné parametre, ale mení sa iba hmotnosť a objem zmesi vo valci. Keď sa piest vráti späť, sací ventil sa uzavrie a horľavá zmes sa stlačí. Proces kompresie v diagrame je znázornený krivkou 1-2, ktorá sa nazýva kompresná čiara. V bode 2, keď piest ešte nedosiahol ľavú mŕtvu polohu, je horľavá zmes zapálená elektrickou iskrou. K horeniu horľavej zmesi dochádza takmer okamžite, t.j. takmer pri konštantnom objeme. Tento proces je v diagrame znázornený krivkou 2-3. V dôsledku spaľovania paliva prudko stúpa teplota plynu a zvyšuje sa tlak (bod 3). Potom sa produkty spaľovania rozširujú. Piest sa presunie do správnej mŕtvej polohy a plyny odvedú užitočnú prácu. Na indikátorovom diagrame je proces expanzie znázornený krivkou 3-4, ktorá sa nazýva expanzná čiara. V bode 4 sa otvorí výfukový ventil a tlak vo valci klesne takmer na vonkajší tlak. Pri ďalšom pohybe piestu sprava doľava sa produkty spaľovania odvádzajú z valca cez výfukový ventil pri tlaku o niečo vyššom ako je atmosférický tlak. Tento proces je znázornený na diagrame krivky 4-0 a nazýva sa výfukové potrubie.

Uvažovaný pracovný proces je ukončený štyrmi zdvihmi piesta (cyklus) alebo dvoma otáčkami hriadeľa. Takéto motory sa nazývajú štvortaktné.

Z popisu činnosti procesu skutočného spaľovacieho motora s rýchlym spaľovaním paliva pri konštantnom objeme je vidieť, že nie je uzavretý. Má všetky znaky nevratných procesov: trenie, chemické reakcie v pracovnej kvapaline, konečné rýchlosti piestu, prenos tepla pri konečnom teplotnom rozdiele atď.

Uvažujme ideálny termodynamický cyklus motora s izochorickým prívodom tepla (v=konšt.), pozostávajúci z dvoch izochór a dvoch adiabatov.

Na obr. 70.2 a 70.3 znázorňujú cyklus v diagramoch - a -, ktorý sa uskutočňuje nasledovne.

Ideálny plyn s počiatočnými parametrami a je stlačený pozdĺž adiabatickej 1-2 do bodu 2. Množstvo tepla sa hlási pracovnej kvapaline pozdĺž izochóry 2-3. Od bodu 3 sa pracovný orgán rozširuje pozdĺž adiabatických 3-4. Nakoniec, pozdĺž izochóry 4-1, sa pracovná tekutina vráti do pôvodného stavu, pričom množstvo tepla sa odvádza do chladiča. Charakteristiky cyklu sú kompresný pomer a tlakový pomer.

Určíme tepelnú účinnosť tohto cyklu za predpokladu, že tepelná kapacita a hodnota sú konštantné:

Množstvo dodaného tepla a množstvo odobratého tepla.

Potom tepelná účinnosť cyklu

Ryža. 7.6.2 Obr. 7.6.3

Tepelná účinnosť cyklu s tepelným príkonom pri konštantnom objeme

. (7.6.1) (17:1)

Z rovnice (70.1) vyplýva, že tepelná účinnosť takéhoto cyklu závisí od stupňa kompresie a adiabatického indexu alebo od charakteru pracovnej tekutiny. Účinnosť sa zvyšuje so zvyšovaním a . Od stupňa zvýšenia tlaku nezávisí tepelná účinnosť.

Pri zohľadnení - diagramov (obr. 70.3) sa účinnosť určí z pomeru plôch:

\u003d (pl. 6235-pl. 6145) / štvorec. 6235 = pl. 1234/pl. 6235.

Veľmi názorne je možné znázorniť závislosť účinnosti od nárastu v - diagrame (obr. 7.70.3).

Ak sú plochy privádzaného množstva tepla v dvoch cykloch rovnaké (pl. 67810 = pl. 6235), ale pri rôznych stupňoch stlačenia, účinnosť bude väčšia pre cyklus s vyšším stupňom stlačenia, keďže do chladiča sa odvádza menšie množstvo tepla, teda pl. 61910<пл. 6145.

Zvýšenie kompresného pomeru je však obmedzené možnosťou predčasného samovznietenia horľavej zmesi, ktorá narúša normálnu prevádzku motora. Navyše, pri vysokých kompresných pomeroch sa rýchlosť spaľovania zmesi dramaticky zvyšuje, čo môže spôsobiť detonáciu (výbušné spaľovanie), čo dramaticky znižuje účinnosť motora a môže viesť k rozbitiu jeho častí. Preto musí byť pre každé palivo aplikovaný určitý optimálny kompresný pomer. V závislosti od typu paliva sa kompresný pomer v skúmaných motoroch pohybuje od 4 do 9.

Štúdie teda ukazujú, že vysoké kompresné pomery nemožno použiť v spaľovacích motoroch s konštantným objemovým príkonom tepla. V tomto ohľade majú uvažované motory relatívne nízku účinnosť.

Teoretická užitočná špecifická práca pracovnej tekutiny závisí od relatívnej polohy procesov expanzie a kontrakcie pracovnej tekutiny. Zvýšenie priemerného tlakového rozdielu medzi expanznými a kompresnými čiarami umožňuje zmenšiť veľkosť valca motora. Ak označíme priemerný tlak cez, potom bude teoretická užitočná špecifická práca pracovnej tekutiny

Tlak sa nazýva priemerný indikátorový tlak (alebo priemerný tlak cyklu), to znamená, že ide o podmienený konštantný tlak, pod vplyvom ktorého piest vykonáva prácu počas jedného zdvihu rovnajúcu sa práci celého teoretického cyklu.

Cyklus s dodávkou množstva tepla v procese

Štúdium cyklov s dodávkou tepla pri konštantnom objeme ukázalo, že na zvýšenie účinnosti motora pracujúceho podľa tohto cyklu je potrebné používať vysoké kompresné pomery. Toto zvýšenie je však obmedzené teplotou samovznietenia horľavej zmesi. Ak však dôjde k oddelenej kompresii vzduchu a paliva, potom toto obmedzenie zmizne. Vzduch pri vysokej kompresii má takú vysokú teplotu, že palivo privádzané do valca sa samovoľne zapáli bez akýchkoľvek špeciálnych zapaľovacích zariadení. A nakoniec, oddelené stlačenie vzduchu a paliva umožňuje použitie akéhokoľvek kvapalného ťažkého a lacného paliva - oleja, vykurovacieho oleja, živíc, uhoľných olejov atď.

Takéto vysoké výhody majú motory pracujúce s postupným spaľovaním paliva pri konštantnom tlaku. V nich je vzduch stlačený vo valci motora a kvapalné palivo je rozprašované stlačeným vzduchom z kompresora. Oddelená kompresia umožňuje použitie vysokých kompresných pomerov (až ) a eliminuje predčasné samovznietenie paliva. Proces spaľovania paliva pri konštantnom tlaku je zabezpečený vhodným nastavením palivového vstrekovača. Vytvorenie takéhoto motora je spojené s menom nemeckého inžiniera Diesela, ktorý ako prvý vyvinul dizajn takéhoto motora.

Uvažujme ideálny cyklus motora s postupným spaľovaním paliva pri konštantnom tlaku, t.j. cyklus s dodávkou tepla pri konštantnom tlaku. Na obr. 70.4 a 70.5 je tento cyklus znázornený v diagramoch. Vykonáva sa nasledovne. Plynná pracovná tekutina s počiatočnými parametrami , je stláčaná pozdĺž adiabatickej 1-2; potom sa určité množstvo tepla odovzdáva telu pozdĺž 2-3 izobary. Od bodu 3 sa pracovný orgán rozširuje pozdĺž adiabatických 3-4. A nakoniec, pozdĺž izochóry 4-1 sa pracovná tekutina vráti do pôvodného stavu, pričom sa teplo odvádza do chladiča.

Charakteristiky cyklu sú kompresný pomer a predexpanzný pomer.

Stanovme tepelnú účinnosť cyklu za predpokladu, že tepelné kapacity a ich pomer sú konštantné:

Množstvo dodaného tepla

množstvo odvedeného tepla

Účinnosť tepelného cyklu

Ryža. 7.6.4 Obr. 7.6.5

Priemerný tlak indikátora v cykle s dodávkou tepla pri je určený zo vzorca

Stredný tlak indikátora sa zvyšuje so zvyšovaním a .

Cyklus s dodávkou tepla v procese pri a , alebo cyklus so zmiešanou dodávkou tepla.

Motory s postupným spaľovaním paliva majú určité nevýhody. Jedným z nich je prítomnosť kompresora slúžiaceho na dodávku paliva, ktorého prevádzka spotrebuje 6–10 % celkového výkonu motora, čo komplikuje konštrukciu a znižuje účinnosť motora. Okrem toho je potrebné mať zložité čerpacie zariadenia, trysky atď.

Túžba zjednodušiť a zlepšiť prevádzku takýchto motorov viedla k vytvoreniu bezkompresorových motorov, v ktorých sa palivo mechanicky rozprašuje pri tlakoch 50–70 MPa. Projekt bezkompresorového vysokokompresného motora so zmiešaným prívodom tepla vypracoval ruský inžinier G.V.Trinkler. Tento motor je zbavený nedostatkov oboch rozobratých typov motora. Kvapalné palivo je dodávané palivovým čerpadlom cez vstrekovač paliva do hlavy valcov vo forme drobných kvapôčok. Pri vstupe do ohriateho vzduchu sa palivo samovoľne zapáli a horí počas celej doby otvorenia trysky: najprv pri konštantnom objeme a potom pri konštantnom tlaku.

Ideálny cyklus motora so zmiešaným tepelným príkonom je znázornený na - a - diagramoch na obr. 70,6 a 70,7.

.

Určme tepelnú účinnosť cyklu za predpokladu, že tepelné kapacity a adiabatický exponent sú konštantné:

Prvý zlomok množstva dodaného tepla

Druhý podiel na množstve dodaného tepla

Množstvo odvedeného tepla

Indikátorový diagram - závislosť tlaku pracovnej tekutiny od objemu valca (obr. 2) - je najinformatívnejším zdrojom, ktorý umožňuje analyzovať procesy prebiehajúce vo valci spaľovacieho motora. Cykly motora, vykonávané v štyroch zdvihoch piestu z TDC do BDC, sú zobrazené na diagrame indikátora v súradniciach p–V nasledujúce segmenty krivky:

r 0 – a 0 - sací zdvih;

a 0 – c- kompresný zdvih;

c – z-b 0 – cyklus pracovného zdvihu (expanzia);

b 0 – r 0 – uvoľnenie zdvihu.

Na diagrame sú vyznačené nasledujúce charakteristické body:

b, r-časy otvárania a zatvárania výfukového ventilu;

u, a -časy otvárania a zatvárania sacieho ventilu;

Ryža. 2. Typická indikačná schéma štvortaktu

motor s vnútorným spaľovaním

Oblasť diagramu, ktorá určuje prácu na cyklus, pozostáva z oblasti zodpovedajúcej pozitívnej indikátorovej práci získanej počas kompresných a zdvihových zdvihov a oblasti zodpovedajúcej negatívnej práci vynaloženej na čistenie a plnenie valca v sacích a výfukových zdvihoch. Práca s negatívnym cyklom sa zvyčajne označuje ako mechanické straty v motore.

Celková energia odovzdaná hriadeľu piestového motora v jednom cykle L, možno určiť algebraickým sčítaním práce cyklov L = L ch + L szh + L px + L problém Výkon prenášaný na hriadeľ bude určený súčinom tohto súčtu počtom cyklov pracovného zdvihu za jednotku času ( n/2) a na počte valcov motora i:

Takto stanovený výkon motora sa nazýva priemerný udávaný výkon.

Diagram indikátora vám umožňuje rozdeliť cyklus štvortaktného motora na nasledujúce procesy:

u –r 0 – r – a 0 -a- prívod;

a – θ – c“ – kompresia;

θ – c" – c – z – f – tvorba zmesi a spaľovanie;

z-f-b- rozšírenie;

b –b 0 – u – r 0 – r – uvoľniť.

Uvedený typický diagram indikátorov platí aj pre dieselový motor. V tomto prípade ide o bod θ bude zodpovedať okamihu dodávky paliva do valca.

Diagram ukazuje:

V c – objem spaľovacej komory (objem valca nad piestom pri TDC);

Va- celkový objem valca (objem valca nad piestom na začiatku kompresného zdvihu);

V n – pracovný objem valca, V n = V a – V c.

Pomer kompresie.

Diagram indikátora popisuje pracovný cyklus motora a jeho obmedzenú oblasť – práca indikátora cyklu. Naozaj, [ p ∙ ∆V] \u003d (N / m 2) ∙ m 3 \u003d N ∙ m \u003d J.

Ak predpokladáme, že na piest pôsobí určitý podmienený konštantný tlak p i , vykonávajúci počas jedného zdvihu piestu prácu rovnajúcu sa práci plynov na cyklus L, To

L = p ja ∙ V h()

Kde V h je pracovný objem valca.

Tento podmienený tlak p i nazývaný stredný tlak indikátora.

Priemerný tlak indikátora sa číselne rovná výške obdĺžnika so základňou rovnajúcou sa pracovnému objemu valca V h s plochou rovnajúcou sa ploche zodpovedajúcej dielu L.

Pretože užitočná práca indikátora je úmerná priemernému tlaku indikátora p i , dokonalosť pracovného procesu v motore možno hodnotiť hodnotou tohto tlaku. Čím väčší tlak p ja, tým viac práce L a tým sa lepšie využije pracovný objem valca.

Poznanie priemerného tlaku indikátora p i , pracovný objem valca V h , počet valcov i a otáčky kľukového hriadeľa n(ot./min.), môžete určiť priemerný udávaný výkon štvortaktného motora N i

Práca i ∙ V h je zdvihový objem motora.

Prenos výkonu indikátora na hriadeľ motora je sprevádzaný mechanickými stratami v dôsledku trenia piestov a piestnych krúžkov o steny valca, trením v ložiskách kľukového mechanizmu. Okrem toho sa časť výkonu indikátora vynakladá na prekonanie aerodynamických strát, ku ktorým dochádza pri otáčaní a oscilácii častí, na ovládanie mechanizmu distribúcie plynu, palivových, olejových a vodných čerpadiel a iných pomocných mechanizmov motora. Časť výkonu indikátora sa vynakladá na odstránenie produktov spaľovania a naplnenie valca novou náplňou. Výkon zodpovedajúci všetkým týmto stratám sa nazýva výkon mechanických strát. N m.

Na rozdiel od uvedeného výkonu sa užitočný výkon, ktorý je možné získať na hriadeli motora, nazýva efektívny výkon. N e) Efektívny výkon je menší ako výkon indikátora o množstvo mechanických strát, t.j.

N e = N ja- N m. ()

Moc N m zodpovedajúce mechanickým stratám a efektívnemu výkonu motora N e sa určuje empiricky počas skúšok na skúšobnej stolici pomocou špeciálnych zaťažovacích zariadení.

Jedným z hlavných ukazovateľov kvality piestového motora, ktorý charakterizuje využitie výkonu indikátora na vykonanie užitočnej práce, je mechanická účinnosť, definovaná ako pomer efektívneho výkonu k výkonu indikátora:

η m = N e / N ja ()

Celková energia odovzdaná hriadeľu piestového motora sa môže určiť algebraickým sčítaním pracovných cyklov a vynásobením súčtu počtom pracovných cyklov za jednotku času ( n/2) a počet valcov motora. Takto určený výkon možno získať integráciou závislosti tlaku ako funkcie objemu znázorneného v diagrame indikátora (obrázok 4.2, b), a nazýva sa priemerný výkon indikátora N. Táto sila sa často spája s pojmom indikátor stredného efektívneho tlaku R i, vypočítané takto:

Efektívna sila N e je súčin výkonu indikátora N na mechanickej účinnosti motora. Mechanická účinnosť motora klesá s rastúcimi otáčkami motora v dôsledku strát trením a pohonných jednotiek.

Na vytvorenie charakteristík leteckého piestového motora sa testuje na vyvažovacom stroji pomocou vrtule s premenlivým stúpaním. Vyvažovací stroj zabezpečuje meranie krútiaceho momentu, počtu otáčok kľukového hriadeľa a spotreby paliva. Podľa nameraného krútiaceho momentu M kr a počet otáčok n určí sa nameraný efektívny výkon motora

Ak je motor vybavený prevodovkou, ktorá znižuje otáčky vrtule, potom vzorec pre nameraný efektívny výkon je:

Kde i p je prevodový pomer prevodovky.

Berúc do úvahy závislosť efektívneho výkonu motora od atmosférických podmienok, nameraný výkon pre porovnanie výsledkov testu sa redukuje na štandardné atmosférické podmienky podľa vzorca

Kde N e je efektívny výkon motora znížený na štandardné atmosférické podmienky;

t meas - teplota vonkajšieho vzduchu počas testovania, ºС;

B- vonkajší tlak vzduchu, mm Hg,

∆R– absolútna vlhkosť vzduchu, mm Hg.

Efektívna špecifická spotreba paliva g e je určené vzorcom:

Kde G T a - spotreba paliva a efektívny výkon motora merané počas skúšok.

Hlavným rozdielom medzi 2-taktným motorom a 4-taktným je spôsob výmeny plynov - čistenie valca od splodín horenia a jeho nabíjanie čerstvým vzduchom alebo horúcou zmesou.

Zariadenia na distribúciu plynu pre 2-taktné motory - štrbiny vo vložke valcov, blokované piestom a ventily alebo cievky.

Pracovný cyklus:

Po spálení paliva začína proces expanzie plynov (pracovný zdvih). Piest sa presunie do dolnej úvrate (BDC). Na konci procesu expanzie piest 1 otvorí vstupné štrbiny (okná) 3 (bod b) alebo sa otvoria výfukové ventily, čím sa dutina valca spojí cez výfukové potrubie s atmosférou. V tomto prípade časť produktov spaľovania opustí valec a tlak v ňom klesne na tlak preplachovacieho vzduchu Pd. V bode d piest otvára preplachovacie okná 2, cez ktoré sa do valca privádza zmes paliva a vzduchu pod tlakom 1,23-1,42 bar. Ďalší pád sa spomaľuje, pretože. vzduch vstupuje do valca. Od bodu d do BDC sú súčasne otvorené výstupné a preplachovacie okná. Obdobie, počas ktorého sú súčasne otvorené preplachovacie a výfukové otvory, sa nazýva čistenie. Počas tohto obdobia je valec naplnený zmesou vzduchu a produkty spaľovania sú z neho vytlačené.

Druhý zdvih zodpovedá zdvihu piesta zo spodnej do hornej úvrati. Na začiatku zdvihu pokračuje proces čistenia. Bod f - koniec preplachu - uzavretie vstupných okienok. V bode a sa výstupné okná zatvoria a začne proces kompresie. Tlak vo valci na konci nabíjania je o niečo vyšší ako atmosférický tlak. Závisí to od tlaku čistiaceho vzduchu. Od okamihu, keď je čistenie dokončené a výfukové okná sú úplne zatvorené, začína proces kompresie. Keď piest nedosiahne 10-30 stupňov pozdĺž uhla natočenia kľukového hriadeľa k TDC (bod c /), palivo sa dodáva do valca cez dýzu alebo sa zmes zapáli a cyklus sa opakuje.

Pri rovnakých rozmeroch valca a rýchlosti otáčania je výkon 2-taktného motora oveľa väčší, 1,5-1,7 krát.

Priemerný tlak teoretického diagramu ICE.

Priemerný indikátor tlaku spaľovacieho motora.

Toto je taký podmienene konštantný tlak, ktorý pri pôsobení na piest vykonáva prácu rovnajúcu sa vnútornej práci plynu počas celého pracovného cyklu.

Graficky sa p i v určitej mierke rovná výške obdĺžnika mm / hh /, čo sa plochy rovná ploche diagramu a má rovnakú dĺžku.

f - plocha diagramu indikátora (mm 2)

l- dĺžka indexového diagramu - mh

k p - stupnica tlaku (Pa/mm)

Priemerný efektívny tlak spaľovacieho motora.

Je to súčin mechanickej účinnosti a priemerného tlaku indikátora.

Kde η mech =Ne/Ni. Pri normálnej prevádzke η mech =0,7-0,85.

Mechanická účinnosť spaľovacieho motora.

η kožušina \u003d N e / N i

Pomer efektívneho výkonu k výkonu indikátora.

Pri normálnej prevádzke η mech =0,7-0,85.

Indikátor výkonu spaľovacieho motora.

Ind. výkon motora prijatý vo vnútri kolesa možno určiť pomocou indikačnej schémy, ktorú odoberie špeciálne zariadenie - indikátor.

Ind.power - práca vykonaná pracovnou kvapalinou vo valci motora za jednotku času.

Individuálny výkon jedného valca -

k- výkon motora

Zdvihový objem V-valca

n je počet pracovných pohybov.

Efektívny výkon spaľovacieho motora.

Užitočný výkon odoberaný z kľukového hriadeľa

N e \u003d N i -N tr

N tr - súčet výkonových strát v dôsledku trenia medzi pohyblivými časťami motora a na ovládanie pomocných mechanizmov (čerpadlá, generátor, ventilátor atď.)

Stanovenie efektívneho výkonu motora v laboratórnych podmienkach alebo pri skúškach na skúšobnej stolici sa vykonáva pomocou špeciálnych brzdových zariadení - mechanických, hydraulických alebo elektrických.