Расчеты, связанные с транспортом в лесном хозяйстве

Транспортная аналитика » Расчеты, связанные с транспортом в лесном хозяйстве

Таблица 1 - Исходные данные

Показатели

Значения

Ед.

измерения

Диаметр поршня

100

мм

Ход поршня

110

мм

Число цилиндров

6

шт.

Угловая скорость

400

рад/с

Тактность

2

об

Индикаторное давление

1050

кПа

КПД

0,8

-

Расход топлива

0,003

кг/с

В результате рабочего цикла часть тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива превращается в механическую. Сила давления газов, действующая на поршень, передается через шатун на кривошип, создавая на коленчатом валу двигателя крутящий момент.

Мощность двигателя зависит от степени использования тепла, которое выделяется при горении топлива в цилиндре. В полезную работу превращается только 30-40 % выделившегося тепла, остальное тепло уходит с отработанными газами, отводится от нагретых деталей двигателя посредством систем охлаждения и смазки, и теряется.

Различают индикаторную и эффективную мощности. Индикаторной называют мощность, которая развивается внутри цилиндра двигателя. Индикаторную мощность можно определить по формуле:

Ni = Pi × Vh × i × n, кВт,

τ

Ni = 1,05 × 0,86 × 6 × 64 = 173кВт

2

где Pi – среднее индикаторное давление, МПа;

Pi= 1050кПа = 1,05 МПа

i – число цилиндров двигателя;

i = 6 шт

n – частота вращения коленчатого вала двигателя, об/с;

n=ω / (2 × π) = 400 / (2 × 3, 14) = 64об/с

τ – тактность двигателя, об/цикл.

τ = 2 об/цикл.

Среднее индикаторное давление четырехтактных и двухтактных дизельных двигателей составляет 0,6-1,1 МПа (6-11 кг/см²).

Тактность двигателя – это число, показывающее, за сколько оборотов коленчатого вала совершается рабочий цикл. Для четырехтактных двигателей τ = 2, для двухтактных - τ = 1.

Объем, освобождаемый поршнем при перемещении от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней (НМТ), называется рабочим объемом цилиндра Vh:

Vh = π × d² × 10³ × S, л

4

Vh=3, 14 × 0, 01 × 103 × 0,11= 0,86 л

4

Здесь: d – диаметр поршня, м;

d = 100 мм = 0, 1 м

S - ход поршня, м (расстояние между ВМТ и НМТ).

S = 110 мм = 0,11 м.

Сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах, - литраж двигателя (Vл):

Vл = Vh × i, л

Vл = 0,86 × 6 = 5,2 л.

Если выразить рабочий объем цилиндра через литраж двигателя, то индикаторная мощность будет равна

Ni = Pi × Vл × n, кВт

Τ

Ni = 1,05× 5,2×64= 175кВт

2

При работе двигателя часть индикаторной мощности затрачивается на преодоление сопротивления трения движущихся деталей двигателя. Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью трения (NT).

Мощность двигателя, снимаемая с его коленчатого вала, называется эффективной мощностью (Nе):

Nе = Ni – Nт.

Отношение эффективной мощности к индикаторной мощности называется механическим коэффициентом полезного действия – КПД (ηм):

ηм = Nе

Ni.

Для четырехтактных дизельных двигателей ηм = 0,73-0,85, для двухтактных – 0,70-0,75.

Отсюда следует, что:

Nе = Ni – Nт = Ni × ηм = 173× 0, 8= 138кВт

где ηм=0,8

Среднее эффективное давление (Pе) меньше среднего индикаторного (Pi):

Pе = Pi × ηм.

Ре = 1,05 × 0, 8= 616 кПа = 0,616 МПа

Мощность двигателя, таким образом, зависит от его литража, давления газов в цилиндрах и частоты вращения коленчатого вала, а также от технического состояния двигателя.

При подборе двигателя с точки зрения рационального использования размеров цилиндров пользуются понятием «литровая мощность».

Литровая мощность – это эффективная мощность, отнесенная к одному литру объема двигателя, измеряется в киловаттах на литр (кВт/л).

Nл = Nе = Pе × n

Vл τ

Nл = 138= 0,84× 64= 26,5кВт/л

5,2 2

В зависимости от совершенства конструкции и технического состояния двигатель для выполнения одной и той же полезной работы расходует разное количество топлива. Масса топлива, расходуемого двигателем в единицу времени, называется расходом топлива. Зная расход топлива, можно определить индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.

Удельный индикаторный расход топлива (qi) – это масса топлива, расходуемая на единицу индикаторной мощности в один час:

qi = 3600 × Gt, кг/кВт·ч

Ni

qi = 3600 × 0,003 = 0,06 кг/кВт·ч

175

где Gt – расход топлива, кг/с.

Gt = 0.003 кг/с

Удельный эффективный расход топлива (qe) – это масса топлива, расходуемая на единицу эффективной мощности в один час:

qe = 3600 × Gt, кг/кВт·ч.

Ne

qe = 3600 × 0,003 = 0,08 кг/кВт·ч.

138

В современных тракторных дизельных двигателях удельный эффективный расход топлива составляет 0,23-0,27 кг/кВт·ч.

Итог работы

Мы уяснили понятия индикаторной, эффективной и литровой мощности двигателя, удельного и эффективного расхода топлива.

По сравнению с удельным эффективным расходом топлива современных тракторов, удельный эффективный расчет топлива по моим расчетам получился большим. Следовательно, данный двигатель тратит больше топлива на единицу эффективной мощности в час, чем современные трактора.

Похожие статьи:

Расчет на прочность деталей подвески направляющего вальца
Производится по наибольшим усилиям, возникающим при наезде края направляющего вальца на препятствие. Схема сил действующим в этом случае показана на рис. 3.1. Толкающее усилие, передаваемое на направляющий валец от рамы катка, принимаем равным усилию, развиваемому двигателем катка при движении. Тог ...

Определение количества ремонтных рабочих на объекте проектирования
При расчете численности производственных рабочих определим явочное (технологически необходимое) РТ и штатное РШ число рабочих. Расчет явочного (технологически необходимого) числа рабочих Технологически необходимое число рабочих определяется по формуле: РЯ(Т)=ТiГ / ФРМ , чел. (48) РЯ(Т)=35378 / 1987 ...

Расчет процесса сгорания
Для дизельных двигателей с коэффициентом избытка воздуха больше единицы, δ=1; Тогда коэффициент эффективности сгорания: , (5.2) где δ – коэффициент выделения теплоты; ψ – коэффициент использования теплоты. Общая удельная использованная теплота сгорания: (5.3) Максимальное значение хи ...

Разделы сайта

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.transponet.ru