Powerpoint prezentacja
-
Upload
dawid-banas -
Category
Documents
-
view
2.258 -
download
1
Transcript of Powerpoint prezentacja
Wskaźniki porównawcze silników
WSKAŹNIKI SZYBKOBIEŻNOŚCI
1. Zastosowanie prędkości obrotowej silników
2. Celowość zwiększania prędkości obrotowej silników
3. Co ogranicza prędkość obrotową4. Typowe prędkości obrotowe silników5. Prędkość tłoka
Ad.1. Zastosowanie prędkości obrotowej silników
Prędkość obrotową silnika stosuje się jako wskaźnik porównawczy do oceny
silników tego samego typu i zastosowania.
Ad.2. Celowość zwiększania prędkości obrotowej silników
Zwiększenie prędkości obrotowej silnika przy określonej pojemności skokowej cylindrów powiększa moc
silnika.
Ad.3. Co ogranicza prędkość obrotową
A. w ZS (zapłon samoczynny) – czas na przygotowanie mieszanki palnej i jej spalenie (ZS szybkoobrotowe) oraz obciążenie spowodowane wzrostem sił bezwładności w układzie korbowym.
B. w ZI (zapłon iskrowy ) opory przepływu przez zawór co powoduje pogorszenie
napełniania (spada moc) znaczny wzrost sił bezwładności w układzie korbowym co
powoduje konieczność dokładniejszego wyrównoważenia, a co wiąże się z kosztami
wzrost sił bezwładności w układzie rozrządu, wobec czego należy stosować mocniejsze, a więc o większych wymiarach sprężyny zaworowe a co ogranicza konstrukcja głowicy silnika
wzrasta częstotliwość suwów pracy, a tym samym rośnie obciążenie cieplne silnika w czasie. Najbardziej obciążonymi cieplnie elementami silnika są : denko tłoka i zawór wylotowy. Powoduje to konieczność stosowania materiałów o wyższej jakości, a co za tym idzie – droższych.
Ad.4. Typowe prędkości obrotowe silników
Typowe prędkości obrotowe nowoczesnych silników kształtują się następująco:
Silniki ZI samochodów: osobowych n ~ 5500
obr/min sportowych n ~ 7500
obr/min wyścigowych ~ 10000
obr/min
Silniki ZS samochodów: ciężarowych n ~ 300
obr/min osobowych ~ 4200
obr/min
Ad.5.Prędkość tłoka
Średnia prędkość tłoka Cśr jest określona zależnością:
Cśr = 2S∙n m/s
S – skok tłoka w mn – prędkość obrotowa w obr/s
Wzrost prędkości obrotowej powoduje zwiększenie średniej prędkości tłoka, co niekorzystnie wpływa na trwałość silnika, a w szczególności gładzi cylindrowej i pierścieni tłokowych. Aby zapobiec wzrostowi średniej prędkości tłoka stosuje się mały stosunek skoku tłoka do średnicy cylindra S/D. Stosunek ten w najnowszych konstrukcjach jest bliski jednej lub nawet mniejszy od jedności.
Przy zachowaniu określonej objętości skokowej cylindra zmniejszeniu skoku tłoka musi towarzyszyć zwiększenie średnicy cylindra, a więc i średnic gniazd zaworowych, co sprzyja dobremu napełnieniu cylindra. Krótszy skok tłoka daje mniejsze straty tarcia i umożliwia ponadto zmniejszenie wysokości silnika. Zwiększenie średnicy cylindra zwiększa pole czynnej powierzchni tłoka, na którą działa ciśnienie gazów, dzięki czemu zwiększa się również siła gazowa działająca na tłok.
W nowoczesnych silnikach są stosowane następujące maksymalne wartości średniej
prędkości tłoka:
Silniki ZI: osobowe małe cśr
=13m/s osobowe duże cśr
=16m/s sportowe cśr=19m/s wyścigowe cśr=22m/s
Silniki ZS: osobowe cśr=14m/s ciężarowe średnie
cśr=12m/s ciężarowe duże
cśr=11m/s
WSKAŹNIK MOCY
1. Zadanie wskaźników mocy2. Zwiększenie mocy silnika3. Wskaźnik Nv
4. Wskaźnik tłokowy mocy NF
5. Wskaźnik masowy mocy NG
Ad.1. Zadanie wskaźników mocy
Wskaźniki mocy charakteryzują obciążenie silnika w warunkach
znamionowych.
Ad.2. Zwiększenie mocy silnika
Zwiększenie średniego ciśnienia pe a tym samym mocy silnika można uzyskać przez:
podwyższenie stopnia sprężania w silnikach ZI zmniejszenie współczynnika nadmiaru powietrza λ w
silnikach ZS zastosowanie doładowania
Ad.3. Wskaźnik Nv
Nz – moc znamionowa silnika w MW Vss – objętość skokowa silnika w m3
pe – średnie ciśnienie użyteczne w MPa n – prędkość obrotowa w obr/s π – wskaźnik obiegu
Objętościowy wskaźnik mocy charakteryzuje stopień wykorzystania objętości skokowej. Wskaźnik Nv jest
to stosunek znamionowe mocy użytecznej do objętości skokowej silnika
Nv = Nz /Vss = (pe*2n )/∏ MW/m3
Ad.4.Wskaźnik tłokowy mocy NF
Tłokowy wskaźnik mocy NF jest to stosunek znamionowej mocy cylindrowej tj. mocy jednego cylindra N1 do pola czynnej powierzchni denka tłoka:
NF= N1 / Atπ kW/m3
N1 – moc przypadająca na jeden cylinder N1
Atπ – pole czynnej powierzchni denka tłoka w cm2
Ad.5. Wskaźnik masowy mocy NG
Masowy wskaźnik mocy NG jest to stosunek mocy znamionowej do masy silnika suchego.
NG= Nz / Gs kW/kg
Nz – moc znamionowa w kW Gs – masa silnika suchego w kg
WSKAŹNIKI MASY
1. Zadanie wskaźników masy2. Jednostkowa masa silnika Gn
3. Objętościowy wskaźnik masy silnika Gv
Ad.1. Zadanie wskaźników masy
Wskaźniki masy charakteryzują stopień wykorzystania materiałów, które zostały użyte do
budowy silnika.
Ad.2. Jednostkowa masa silnika Gn
Jednostkowa masa silnika Gn jest to stosunek masy silnika suchego do jego mocy znamionowej.
Gn= Gs / Nz kg/kW
Ad.3. Objętościowy wskaźnik masy silnika Gv
Objętościowy wskaźnik masy silnika Gv jest to stosunek masy silnika suchego do objętości
skokowej silnika.
Gv=Gs / Vss kg/m3
WSKAŹNIKI EKONOMICZNOŚCI
Oznaczenia
Csr - średnia prędkość tłoka Nv - objętościowy wskaźnik mocy NF - masowy wskaźnik mocy Gn - jednostkowa masa silnika Gv - objętościowy wskaźnik masy
silnika qe -jednostkowe zużycie ciepła
Wskaźniki te charakteryzują silnik pod względem ekonomiki jego użytkowania. Głównym z nich jest
jednostkowe zużycie paliwa ge. Jednostkowe zużycie paliwa może być parametrem
porównawczym dla silników zasilanych paliwem o takiej samej wartości opałowej Wu. Aby uzyskać
parametr do porównania silników zasilanych paliwami o różnych wartościach opałowych,
należy pomnożyć ge przez Wu. Otrzymaną w ten sposób wielkość nazywamy jednostkowym
zużyciem ciepła:
qe = ge ∙ Wu J/(W∙S)
Literatura[1]Jan Kijewski Silniki spalinowe.
Pracę wykonał Pietras Patryk
Dziękuję za uwagę