Төрт тактылы үрлеусіз дизелді қозғалтқышты жобалау

7. Қозғалтқыштың тиімділік көрсеткіштері

 

     Мәшиналардың  және агрегаттардын жұмыстары үшін, шешуші мағыналар болатын тиімділік  көрсеткіштер, яғни иінді біліктен алынатын және сыртқы пайдалануға берілетін, қозғалтқыштың нақтылы көрсеткіштері.

Тиімділік көрсеткіштер жылу шығынынан басқа, тағы газдардың ұлғаюдағы энергиясын иінді білікке бергендегі, механикалық  шығындарды сипаттайды. Негізгі тиімділік  көрсеткіштерге жататындар: орта тиімділік қысым p_е (МПа); тиі-мділік қуат N_e (кВт); тиімділік п.ә.к η_e; механикалық шығындағы орта қысым p_м (МПа); тиімділік жанармай шығыны - сағаттық G_ж.м. (кг/сағ) және меншікті g_e [г/(кВт • сағ)|.

1. Орта  тиімділік қысым  p_е

 

     Орта  тиімділік қысым - бұл цилиндрлердің жұмыс колеміне келтірілген, қозғалтқыштың пайдалы жұмысы. Орта тиімділік қысым p_е, индикаторлықтан p_і аз болады механикалық шығынның орта қысымының p_м шамасына тең

                                    p_e = p_i – p_м (МПа).                                   (46)

     Механикалық шығындар негізінде қозғалатын тетіктердің  арасындағы уйкелістерге, қосымшалық агрегаттарды жетектеуге және сораптық жүрістерге жұмасалатын шығындардан тұрады.

     Қозғалтқышты  жылулық есептегенде, берілген механикалық ПӘК-тің η_м шамасы 0.75-0.80 бойынша орта тиімділік қуат p_е (МПа) төмендегі теңдеуден анықталады:

     р_e = p_i·η_м                                                                   (47)

     р_е=0.75·0.78=0.59 МПа.

2. Тиімділік қуат N_е

 

     Тиімділік қуат - бұл қозғалтқыштың қуаты, иінді біліктен алынған және трансмиссиялық механизмдер арқылы сыртқы пайдалануға берілген.

      N_е=N_і-N_м  кВт.                (48)

      Қозгалткышты  жылулық есептеуде тиімділік  номиналдық куат N_е,  тапсырмада көрсетілген.

            N_e=47.7 кВт.

2.7.3 Тиімді пайдалы әсер коэффициенті η_е

 

      Тиімді  ПӘК қозғалтқыштың үнемділік  жұмысын сипаттайды, яғни жылудың  пайдалану дәрежесін, барлық жылу шығынын  және сондай-ақ механикалық шығынды  еске ала отырып анықталады.

      η_е=L_e/H_u             (49)

мұнда L_e – эквиваленттік пайдалы жұмыстағы жылу, МДж/кг жан.май;     Н_и — жанармайдың төменгі жану жылулығы, МДж/кг жан.май.

Жылулық есептеуде тиімділік п.ә.к. η_е-тің шамасын мына 
коріністен анықтайды:

      η_е= η_і·η_м          (50)

      Немесе                                                                 (51)

      η_е=0.39·0.78=0.312.

2.7.4 Жанармайдың тиімді меншікті шығыны g_е [г/(кВт • сағ)] және жанармайдың сағаттық шығыны G_ж.м. (кг/сағ)

     Жанармайдың тиімді меншікті шығыны g_е қозғалтқыштың 
жанармай үнемділігін сипаттайды, бірлік тиімділік қуаттың бірлік 
берілген уақыттағы 

 немесе  кВт ∙             (52)

         г/кВт сағ.

                             
Жанармайдын сагаттық шығыны G_ж.м, (кг/сағ) келесі тендеуден

анықталады:

G_ж.м.= g_e· N_е·10^-3            (53)

          G_ж.м.= 2826·47.7·10^-3  =13.3 кг/сағ.

7. Қозғалтқыштың негізгі өлшемдерін анықтау

Тиімді  қуат N_е (кВт), иінді біліктің айналым жиілігі n_Ne (мин^-1) және орта тиімділік қысым Р_е (МПа) бойынша қозғалтқыштың литрлігі V_л (л) төменгі көріністен анықталады

                    (54)

мұнда τ - қозғалтқыштың тактысы, төрт тактылар үшін τ=4.

≈5.7 л.

Бір цилиндрдің жұмыстық көлемі V_һ (л)

      

                                                                                      (55)

       л.

        Мұндағы болатын                                             (56)

мұнда D және S дм бойынша көрсетілген.

                          (57)

          мм.

Сонан соң поршеньнің жүрісін S (мм) анықтауға болады.

                        (58)

      мм.

     Табылған  D және S-тің мәндерін бүтін санға, нөлге немесе беске дейін ықшамдалып жұмырланады. D және S-тің мәндері қабылданғаннан кейін, қозғалтқыштың негізгі параметрлері және көрсеткіштері анықталады:

қозғалтқыштың литрлігі V_л (л)

              (59)

       л.

тиімді  қуаты N_е (кВт) 

                (60)

       ^≈кВт.

тиімді  айналдырушы моменті М_е (Н • м)

                (61)

        Нм.

жанармайдың сағаттық шығыны G_ж.м. (кг/сағ)

                (62)

       кг/сағ.

поршеньнің  орта жылдамдығы υ_п.ор (м/с)

                (63)

        м/с.

меншікті  поршеньдік қуаты N_n (кВт/см²)

               (64)

       кВт/см².

меншікті  литрлік қуаты N_л (кВт/л)

                (65)

      кВт/л.

мұндағы; D-цилиндр диаметрі, см; N_е-тиімді қуат (кВт) (77) теңдеуден; V_л-қозғалтқыштың литрлігі (л) (76) теңдеуден.

 
 

      2.8 Қозғалтқыштың жұмыс  циклының индикаторлык  диаграммасы және  оны құру

 

     Жұмыс циклның индикаторлық диаграммасы, теориялық және нақты циклдерді Р, V координатасында (А.І-ші сурет) графикалық түрде бейнелеу болады.

3-кесте.Теориялық индикаторлық диаірамманы қүру үшін керекгі берілгендер

 

Алғашқы құру

 

      Индикаторлы диаграмманың құрылуы және оның дұрыс  жасалуы ыңғайлы болу үшін қысым  және келем өстері бойынша өлшемдері  алдын ала 250...300 мм ден кем алыбауы  тиіс. Сонан соң абсцисса өсіне (ось-V) кез-келген масштабта жану камерасының көлемдік шамасы V_ж.к (кесінді ОА, 6, а,б-суреттер) салынады, оны көлемдік бірлікте V_ж.к=ОА мм=15 деп қабылдап алады (ОА кесіндісінің шамасын дизельдер үшін – 14...21 мм деп ұсынуға болады). Онда цилиндрдің жұмыстық көлемі V_һ АВ кесіндісімен бейнеленеді және оның шамасы келесі қатынастан анықталады

      V_һ =V_ж.к (ε-1) , яғни АB=ОА(ε-1) мм ,           (66)

          V_һ =15 (16.5-1)=232.5мм.

мұнда АВ·М_s=V_һ· М_s=S мм; S – поршеньнің жүрісі, мм;

     М_s =S/АВ-поршень жүрісінің масштабы, мм/мм.

     М_s=120/217=0.552995391мм/мм.

     Цилиндрдің  толық көлемі

      V_а = V_ж.к+ V_һ=ОА + AB= AB мм .                                                  (67)

      V_а = 15+ 232.5=ОА + AB=247.5мм= AB мм .

     Ордината  осі (ось р) бойынша газдардың қысымы салынады.

     Қысымның  масштабы былайша алынады, диаграмманың биіктігі оның ұзындығынан 1,2...1,7 рет көп болуы керек, яғни

        МПа мм             (68)

       ≈0.02 МПа/мм.

мұндағы р_z-жану барысының соңындағы газдардың ең жоғарғы қысымы.

      Енді р өсіне р/М_р=мм шамалары өлшеніп салынады.

      Р_z/М_р=290; P_a/M_p=4.15; P_c/M_p=191; P_в/M_p=14; P_r/M_p=5.5;(мм).

     Дизельдер үшін А нүктесі арқылы өтетін тік сызықты, z΄ (Рz΄) нүктесін бегілейді, ал кесінді z΄z (6, б-ші сурет) келесі тендеуден анықталады

      z΄z=ОА(ρ-1) мм                      (69)

      z΄z=14(1.2131-1)=4.6мм

     Политроптық  сығылу барысы үшін бұдан

                   (70)

      

мұндағы р_х және V_х – сығылу барысындағы ізделінетін нүктелердегі қысым және көлем.

      V_а/V_х қатынасы 1...16.5 шегіне дейін өзгереді.

     Сол сияқты ұлғаю политропасыүшін

            (80)

      

       V_в/V_х қатынасы дизельдер үшін – 1...13.6 аралығында өзгереді.

     Диаграмманы аналитикалық әдіспен құрғанда, сығылу және ұлғаю политропасының есептелінетін нүктелерінің ординаталарын анықтауды 4-ші кестелік түрде орындау ыңғайлы.

 
 
 
 
 
 
 

      4-кесте. Сығылу және ұлғаю политропаларының нүктелерін септеудегі нәтижелер