Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
18 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Винтовая характеристика поршневого двигателя

Винтовая характеристика поршневого двигателя

Основными характеристиками двигателя внутреннего сгорания являются: диаметр цилиндра D, количество цилиндров г, ход поршня S. К основным данным, характеризующим двигатель, относятся: мощность, число оборотов, удельный расход топлива, а также его габаритные размеры (длина, ширина и высота между крайними точками) и сухой вес (без топлива, масла и воды).

При неизменном числе оборотов коленчатого вала величина ре для данного двигателя зависит от величины передаваемой на привод мощности. Чем больше передаваемая мощность, тем больше среднее эффективное давление. Таким образом, ре определяет степень загруженности данного двигателя. Двигатель может развивать определенное среднее эффективное давление, которому соответствует определенная мощность. В соответствии с оптимальным ре заводом устанавливается номинальная мощность двигателя, которая гарантируется при работе с определенным числом оборотов коленчатого вала.

Мощность двигателя является основной его характеристикой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Работа, совершаемая газами во всех цилиндрах в единицу времени, называется индикаторной мощностью двигателя, а соответствующая ей мощность, развиваемая двигателем на конце коленчатого вала и отдаваемая силовой передаче (на электрогенератор, приводной ремень, гребной винт),— эффективной, или действительной, мощностью двигателя. При этом

В двигателях внутреннего сгорания работа совершается за счет тепла, выделяющегося при сгорании топлива. Преобразование его в индикаторную работу неизбежно связано с потерей части тепла. Величина, показывающая, какая доля от всего тепла преобразована в индикаторную работу в цилиндре двигателя, называется индикаторным коэффициентом полезного действия и представляет собою отношение:

Чем совершеннее двигатель и чем лучше преобразуется в нем энергия топлива в полезную механическую работу, тем меньше удельный расход топлива. На величину удельного расхода топлива значительно влияет степень сжатия: чем больше степень сжатия, тем меньше удельный расход топлива. Поэтому у дизелей удельный расход топлива значительно меньше, чем у карбюраторных двигателей, т. е. дизели экономичнее последних.

Тепловой баланс. В полезную эффективную работу обычно превращается лишь 25—41% тепла, получаемого в результате сжигания топлива в двигателе; остальная часть энергии сжигаемого топлива тепяется в п do мессе паботы двигателя.

Удельный расход топлива. Оценка экономичности двигателя внутреннего сгорания может быть произведена непосредственно по количеству топлива, затрачиваемого на получение полезной работы в единицу времени. Удельный расход топлива подсчитывается как отношение секундного расхода топлива GT к полезной мощности Ne двигателя:
— расхода топлива и т. д. Характеристики составляются при испытаниях двигателя на стенде и загрузке его тормозом (гидравлическим, электрическим) либо винтом и используются для оценки двигателя при выборе его для силовой установки.

Различают характеристики: скоростные, нагрузочные и регулировочные.

Скоростные характеристики определяют зависимость мощности или крутящего момента от числа оборотов двигателя. Различают внешние и винтовые скоростные характеристики.

Внешние характеристики двигателя—это кривые зависимости максимальной мощности или крутящего момента от числа оборотов двигателя при наибольшей подаче топлива. Так как внешняя характеристика относится к работе двигателя при максимально допустимой подаче топлива, то она дает значения наибольших мощностей, которые можно, получить от двигателя при разных числах оборотов.

Построив кривую зависимости мощности трения от числа оборотов и взяв разность между индикаторной мощностью и мощностью трения при различных числах оборотов, можно получить кривую изменения Ne с изменением числа оборотов.

Эффективная мощность всегда имеет максимальное значение при числе оборотов меньшем, чем то, при котором получается максимальное значение индикаторной мощности.

Увеличивая число оборотов, можно получить такой режим двигателя, при котором мощность трения окажется равной индикаторной мощности, а эффективная мощность будет равна нулю. Однако работа двигателя при числе оборотов, большем расчетного га, соответствующего максимальному значению эффективной мощности, нецелесообразна.

Таким образом, эффективная мощность двигателя по винтовой характеристике изменяется так же, как и мощность, поглощаемая винтом, т. е. пропорциональна кубу числа оборотов. Так как эффективная мощность двигателя по внешней характеристике меняется по другому закону, то двигатель, нагруженный винтом, при изменении числа оборотов должен регулироваться изменением положения дросселя в карбюраторных двигателях или подачей топлива с помощью топливного насоса в двигателях с самовоспламенением.

Для двигателя при данном винте число оборотов гамакс является максимально возможным. Этому числу оборотов соответствует максимальная мощность двигателя /VMaKC. При числе оборотов га> гамакс двигатель работать не может, так как при этом эффективная мощность двигателя (по внешней характеристике) растет медленнее, чем мощность, поглощаемая винтом (по винтовой характеристике). При числе оборотов га К атегория: — Дизельные двигатели

СОВМЕСТНАЯ РАБОТА КОМПЛЕКСА ВИНТ-ДВИГАТЕЛЬ-КОРПУС.

От соответствия винта двигателю зависит эффективность использования мощности главного двигателя. Частота вращения винта равна (или кратна при наличии редуктора) частоте вращения вала двигателя, крутящий момент двигателя равен моменту сопротивления вращения гребного винта (моменту винта) с учетом потерь на трение в валопроводе.

Читать еще:  Что такое гелевая подушка двигателя

Для морских транспортных судов скорость при конкретном режиме эксплуатации практически линейно зависит от частоты вращения винта, так что поступь и коэффициент момента изменяются мало, и потребляемая винтом мощность пропорциональна кубу частоты ,

где — постоянный для конкретных условий плавания (посадка, состояние поверхности корпуса, волнение, …) коэффициент, его величина фактически определяется зависимостью .

Зависимость мощности, потребляемой гребным винтом, от частоты его вращения называется винтовой характеристикой.

Рассмотрим скоростные характеристики двигателей внутреннего сгорания.

Рабочая область ДВС и соответствие гребного винта двигателю

Область устойчивой работы двигателя в осях мощность — частота:

1 — номинальная внешняя характеристика т, е. зависимость мощности от частоты вращения при максимальной подаче топлива;

2 — ограничительная характеристика по механической напряженности при и ;

3 — линия минимальных устойчивых оборотов;

4 — ограничительная регуляторная характеристика (обеспечивается работой регулятора, не допускающего разноса двигателя при внезапном снижении нагрузки);

5 — нижняя ограничительная характеристика (характеристика холостого хода)

Точка А диаграммы определяет длительную номинальную мощность двигателя при номинальной частоте вращения при его работе без перегрузок. При нормальной эксплуатации двигателя не допускается его работа выше заградительных характеристик по тепловой или механической напряженности (кривая 1 или 2).

На эту диаграмму нанесены различные винтовые характеристики — кривые . Винт фиксированного шага согласован с главным двигателем, если он потребляет номинальную мощность, развиваемую двигателем при номинальной частоте вращения для заданных условий. Расчетная винтовая характеристика такого винта (кривая ) проходит через точку А.

Если при выходе на внешнюю ограничительную характеристику двигателя винт развивает частоту вращения меньше номинальной, то такой винт называется гидродинамически тяжелым (точка В). Гидродинамически легким считается винт, который при достижении номинальной частоты вращения (точка С) не использует полной номинальной мощности двигателя.

Несоответствие гребного винта двигателю обнаруживается в процессе испытаний и эксплуатации судна.

И для тяжелого, и для легкого винта полная мощность двигателя не используется, что приводит к меньшей эксплуатационной скорости судна, чем ее расчетное значение. Чтобы тяжелый винт соответствовал двигателю, нужно уменьшить либо шаговое отношение, либо диаметр. Легкий винт можно только заменить.

Для компенсации утяжеления гребного винта из-за увеличения сопротивления корпуса судна его проектируют с «облегчением» по шагу, так чтобы в условиях сдаточных ходовых испытаний винт был гидродинамически легким. Во время эксплуатации судна винт будет постепенно утяжеляться, и приблизительно в середине междокового периода он окажется соответствующим корпусу и двигателю, при этом будет обеспечено полное использование мощности при расчетной частоте вращения. К концу междокового периода он также перегрузит двигатель, но в меньших пределах.

Установки с турбозубчатыми агрегатами имеют внешние характеристики, значительно более благоприятные для работы как с утяжеленным винтом, так и с облегченным, поскольку они допускают регулирование мощности и частоты. Гребные винты судов с турбинными установками облегчать по шагу при проектировании не требуется.

Характеристики компрессоров

Компания StarKraft на протяжении многих лет успешно работает на рынке компрессорного оборудования. На основе приобретенного опыта мы помогаем каждому клиенту выбирать именно тот компрессор, характеристики которого будут максимально соответствовать предполагаемому режиму эксплуатации. Также мы можем сделать выводы о том, каким характеристикам установок в первую очередь интересуются покупатели. Часто на первом месте оказывается вопрос о стоимости оборудования, но мы рекомендуем выбирать компрессор, исходя из того, какие задачи ему предстоит выполнять. Для бытового использования больше подойдет поршневой компрессор. Магазин StarKraft предложит широкий ассортимент таких моделей. В то же время крупные промышленные предприятия отдают предпочтение винтовым моделям.

Обратившись к нам, вы без труда сможете выбрать воздушный компрессор, характеристики и цена которого будут соответствовать вашим ожиданиям. В зависимости от решаемых задач, вначале нужно сделать выбор типа компрессора – поршневой или винтовой. Принципиально эти типы установок находятся в различных ценовых категориях, но и предназначение – у каждого свое. Каждый вид имеет свои преимущества, и на каком остановить свой выбор, зависит не только от желания сэкономить деньги. Главное – с какой целью, и для выполнения какой работы покупаются компрессоры воздушные. Технические характеристики станции должны соответствовать требованиям производственного цикла, в котором будет эксплуатироваться компрессорная установка.

Поршневые компрессоры

Популярность моделей этого типа объясняют основные характеристики поршневых компрессоров:

  • Доступная цена;
  • Неприхотливость в обслуживании;
  • Невысокие цены на запчасти, сервисное обслуживание и ремонт;
  • Простота конструкции;
  • Надежность;
  • Экономичность;
  • Способность работать в любом месте, даже в самых неблагоприятных условиях;
  • Допускаются кратковременные запуски.
Читать еще:  Виды ракетных двигателей схема

Но при этом также придется учитывать и такие технические характеристики поршневых компрессоров (или особенности эксплуатации этих моделей), как достаточно высокий уровень шума и вибрации, которые сопровождают агрегат в процессе работы. Несмотря на это в быту, в малом и среднем бизнесе наибольшим спросом пользуются именно такие станции.

Винтовые компрессоры

Винтовой воздушный компрессор – современное технологичное оборудование промышленного предназначения. Стоимость такой установки существенно выше поршневых моделей, но и возможности такого агрегата способны обеспечивать качество и объемы подаваемого воздуха, востребованные на крупных промышленных объектах. Причины, по которым промышленность предпочитает винтовой компрессор – технические характеристики станций данного типа:

  • Высокий КПД и производительность;
  • Станция может работать без остановок на протяжении рабочей смены;
  • Установка способна обеспечить стабильные характеристики потока воздуха с нужными параметрами;
  • Нет необходимости подготовки фундамента для монтажа компрессора;
  • Агрегат гарантирует высокое качество подаваемого воздуха.

Винтовой компрессор, характеристики и возможности которого оптимальны для использования в промышленности, несмотря на более высокую стоимость, чаще встречается на крупных промышленных объектах. Связано это с тем, что эти модели стабильны в работе и гарантируют высокое качество воздушного потока, что критично для промышленных процессов, в которых задействованы компрессорные станции.

Сравнение характеристик

Так что же лучше, и что выбрать – винтовые или поршневые компрессоры? Характеристика отдельного параметра сама по себе не всегда помогает внести ясность. Для наглядности приведем таблицу со сравнением основных показателей:

ПоказателиПоршневойВинтовой
Температура воздушного потока, в градусах80-120на 8-13 выше окружающей
Уровень шума, в дБ80-9565-70
Моторесурс, в тыс. часов3-630-40
Наличие штатной системы очистки воздуха+
Круглосуточная работа+
Количество масел в воздушном потоке (мг/м3)10-152-3
Соотношение объема всасываемого воздуха к потоку на выходе, в % соотношении50-7095-99

Таким образом, если сравнивать эти типы компрессорного оборудования между собой, то мы получаем:

  • Поршневые компрессоры дают до 75% выхода воздуха от входного, в то время как у винтовых моделей этот показатель достигает 99%;
  • Поршневой компрессор работает в режиме 60/40 – 60% времени работа, 40% — отдых. Винтовые модели могут эксплуатироваться в беспрерывном режиме;
  • Винтовые модели обеспечивают стабильное непрерывное сжатие воздуха, в отличие от пульсирующего и периодического сжатия, характерного для поршневых компрессоров;
  • Вибрация при работе винтовой станции практически отсутствует.

Подготовлено: Андрей Ивановский

Данным агрегатам свойственна высокая производительность, устойчивость к работе в непрерывном режиме и недорогой монтаж. При этом характеристики сжатого воздуха соответствуют всем нормативным требованиям.

Режимы работы главного двигателя судовой дизельной энергетической установки , страница 7

Режимы совместной работы главного двигателя с ВФШ на прямой передаче. При наличии ВФШ мощность, поглощаемая гребным винтом, будет определяться формулой . Эффективная мощность двигателя и частота вращения его коленчатого вала зависят от типа передач. Допустимые режимы работы двигателя, нагружаемого ВФШ при различных условиях использования ГЭУ, определяются путем совместного рассмотрения собственных характеристик двигателя (внешней номинальной и частичных) и характеристик потребителя энергии (винтовых характеристик).

В том случае, когда в системе прямой передачи крутящего момента отсутствуют соединительно-разобщительные муфты скольжения, частота вращения гребного вала на всех режимах работы пропульсивного комплекса изменяется прямо пропорционально частоте вращения коленчатого вала двигателя. Крутящий момент гребного винта , в рассматриваемом случае, связан с эффективным крутящим моментом двигателя следующим соотношением:

.

Режимы совместной работы дизеля с ВФШ при жесткой механической передаче показаны на рис. 2.4. Кривая II представляет собой номинальную винтовую характеристику, относящуюся к расчетным условиям движения судна в полном грузу. Кривые 1 и 2 – соответственно внешняя номинальная и частичная скоростные характеристики дизеля, кривые III и IV – «утяжеленные» винтовые характеристики, кривая I – винтовая характеристика при плавании судна в балласте.

Пересечение номинальной винтовой характеристики потребителя с номинальной внешней характеристикой дизеля (точка А) определяет допустимую нагрузку на двигатель и частоту вращения коленчатого вала (или гребного винта).

Видно, что при работе по номинальной винтовой характеристике перегрузка дизеля может иметь место только в случае превышения частоты вращения коленчатого вала сверх номинальной. При других частотах вращения дизель остается недогруженным, если не предусмотрен отбор мощности на дополнительные нужды.

При плавании судна в балласте изменяется крутизна винтовой характеристики. Она становится «облегченной», что связано с уменьшением осадки и, как следствие, со снижением сопротивления воды движению судна, а также с изменением условий обтекания гребного винта набегающим потоком. Поэтому, при той же частоте вращения гребного винта, скорость судна возрастает, а относительная поступь винта увеличивается по сравнению с расчетной.

Читать еще:  Эсу двигателя что это такое

В условиях эксплуатации довольно часто наблюдается, так называемое, «утяжеление» винтовой характеристики (кривые III и IV). Это может быть вызвано увеличением осадки судна, обрастанием его корпуса и повышением его шероховатости, влиянием мелководья, буксировкой воза, тралением, работой на швартовых. При работе по «утяжеленной» винтовой характеристике (см. рис.2.4, кривая III) допустимая нагрузка определяется положением точки В при . Работе судна на швартовых соответствует кривая IV; предельную нагрузку по ней определяет точка B’ при . Точка Б’ при , соответствует нагрузке на частичной характеристике двигателя.

Рис. 2.4. Режимы совместной работы дизеля с ВФШ

Изменение буксировочной мощности при увеличении осадки судна может быть оценено по данным модельных испытаний, а изменение пропульсивного КПД – по значениям гребного винта.

Обрастание корпуса судна и гребных винтов водорослями и животными организмами особенно интенсивно происходит при плавании судна в тропических водах. Это приводит к увеличению сопротивления воды движению судна и снижению КПД гребного винта. Аналогичное явление наблюдается при увеличении шероховатости корпуса судна вследствие коррозии и износа обшивки. Обрастание и износ обшивки корпуса судна приводят к повышению крутизны винтовой характеристики, а следовательно, и к возможной перегрузке двигателя, если не предусмотреть снижения скорости судна. Влияние обрастания и износа обшивки корпуса судна обычно оценивается по опытным данным с учетом района плавания и срока последнего докования. При плавании на мелководье и в узкостях возрастание сопротивления воды движению судна вызывается повышением скорости потока воды, проходящей под судном и по его бокам. Это возрастание может быть соизмеримо с величиной полного сопротивления движению судна при плавании на неограниченной воде.

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 267
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 172
  • БГТУ 603
  • БГУ 155
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 963
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 120
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1966
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 299
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 408
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 498
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 131
  • ИжГТУ 145
  • КемГППК 171
  • КемГУ 508
  • КГМТУ 270
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2910
  • КрасГАУ 345
  • КрасГМУ 629
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 138
  • КубГУ 109
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 369
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 331
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 637
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 455
  • НИУ МЭИ 640
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 213
  • НУК им. Макарова 543
  • НВ 1001
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1993
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 302
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 120
  • РАНХиГС 190
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 245
  • РГГМУ 117
  • РГПУ им. Герцена 123
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 123
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 131
  • СПбГАСУ 315
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 146
  • СПбГПУ 1599
  • СПбГТИ (ТУ) 293
  • СПбГТУРП 236
  • СПбГУ 578
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 194
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 114
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1654
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1473
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2424
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 325
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

  • О проекте
  • Реклама на сайте
  • Правообладателям
  • Правила
  • Обратная связь

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector