Тракторы и автомобили

1.

ТРАКТОРЫ И
АВТОМОБИЛИ

2.

Основные понятия и определения.

3.

Основные понятия и определения
Vc
Vh

4.

Рабочий
цикл
двигателя
периодически повторяющиеся в
определенной последовательности
процессы, происходящие в каждом
цилиндре двигателя, в результате
которых термохимическая энергия
топлива превращается в механическую работу двигателя

5.

Такт – часть рабочего цикла,
происходящая за время движения
поршня от одной мертвой точки к
другой, т.е. за одни ход поршня.

6.

Рабочий объем цилиндра
Vh
D S
2
4
Полный объем цилиндра
Va=Vc+Vh

7.

ЛИТРАЖ ДВИГАТЕЛЯ
Vл Vh i
D Si
2
4

8.

Степень сжатия – отношение
полного объема цилиндра к объему
камеры сжатия.
Чем выше степень сжатия, тем больше
давление и температура рабочей смеси в
конце сжатия.Va
V
V
cсжатияhповышается
С увеличением
степени
экономичность
мощность
и топливная
двигателя. V
V
c
c
Однако повышение степени сжатия и в
двигателях с искровым зажиганием, и в
дизелях возможно лишь до определенных
пределов.
Двигатели, работающие на бензине с
воспламенением от искры, имеют степень
сжатия в пределах 7–9, на газе – 8–10, а
дизели – 14–18.

9.

Эффективность
работы
двигателя
определяется следующими основными
показателями:
мощностью двигателя
крутящим моментом
частотой вращения коленчатого вала
удельным расходом топлива

10.

Мощность, развиваемая газами в
цилиндрах, называется индикаторной.
Мощность, развиваемая на коленчатом
валу двигателя, называется эффективной мощностью двигателя.
Эффективная
мощность
меньше
индикаторной,
так
как
часть
e мщности
h
индикаторной
затрачивается на
преодоление
потерь в двигателе – на
e
трение между деталями и на привод
вспомогательных механизмов двигателя.
P V n i
N
, кВт
30

11.

Р
Произведение силы (в ньютонах) на плечо (в метрах)
называется крутящим моментом и выражается в ньтонометрах (Н·м).
M K P R, Нм
При работе двигателя на
его
коленчатом
валу
развивается определенной
величины
крутящий
момент,
который
через
ряд
R механизмов передается на
ведущие
колеса
или
звездочки и приводит в
движение машину.

12.

Удельный
расход
топлива
(ge)
выражается количеством, граммов
расходуемого горючего в час на
единицу мощности двигателя.
Gт г
ge 1000
,
N e кВт ч
Величина удельного расхода топлива
характеризует экономичность работы
двигателя.
У дизелей он не превышает 260 г/кВт ч, а
у двигателей с искровым зажиганием –
320 г/кВт ч.

13.

Эффективный
коэффициент
полезного действия – отношение
количества теплоты, превращенной в
механическую работу, к количеству
теплоты, содержащейся в топливе.
Для дизелей этот коэффициент находится в пределах - 0,32…0,4
двигателей с ИЗ – 0,24…0,28
Остальная теплота отводится системой
охлаждения (20 – 30%) и отработавшими газами (25 – 35%).

14.

Механический коэффициент полезного действия – отношение эффективной мощности к индикаторной.
Он составляет 80 – 90% и зависит от
качества обработки деталей, правильности сборки двигателя и смазывания
трущихся поверхностей. Чем меньше
изношен и лучше отрегулирован
двигатель, тем меньше потери энергии
на трение и привод вспомогательных
механизмов,
тем
больше
его
эффективная мощность экономичность.

15.

Совершенство конструкции двигателя
оценивают по его литровой мощности и удельной массе.
Литровая мощность характеризует эффективность
использования
рабочего
объема
цилиндров двигателя и определяется отношением номинальной мощности двигателя к его
литражу.
e
л
л
Чем больше литровая мощность двигателя,
тем меньше его габариты и масса.
Литровая мощность современных дизелей
без турбонаддува составляет 8 – 13, а с
турбонаддувом 12 – 20 кВт/л.
N
N
, кВт / л
V

16.

Удельная масса двигателя характеризует
расход металла на единицу мощности, т. е. это
отношение массы не заправленного двигателя
к его номинальной мощности (кг/кВт).
Этот показатель зависит от типа двигателя, его
назначения, конструктивной схемы, качества
материалов и технологии изготовления.
Удельная масса тракторных дизельных
двигателей без турбонаддува составляет 7 –
15, а с турбонаддувом 4 – 8 кг/кВт.

17.

Дизельный двигатель имеет диаметр цилиндра D=120 мм. Чему
равен рабочий объем цилиндра, если отношение хода поршня к
его диаметру составляет S/D=0,9.
Рабочий объем цилиндра
Vh
S
0.9
D
D S
2
4
S 0.9 D

18.

Vh
D 0.9 D
2
4
0.9 D
4
3
3.14 1.2 0.9
3
Vh
1.22 дм
4
3

19.

Дизельный двигатель имеет степень сжатия
=15 и диаметр
цилиндра D=110 мм. Чему равен полный объем цилиндра, если
отношение хода поршня к его диаметру составляет S/D=1.2.
Полный объем цилиндра
Va=Vc+Vh
Рабочий объем цилиндра
Vh
D S
2
4

20.

S
1, 2
D
S 1, 2 D
1, 2 D
3.14 1.1 1, 2
3
Vh
1.254 дм
4
4
3
3
Степень сжатия – отношение полного объема
цилиндра к объему камеры сгорания
Va
Vc

21.

Vh
Vc Vh
1
Va Vc Vh ;
Vc
Vc
Vc
Va
Vh
1
Vc
Vh
1, 254
3
Vc
0, 0896 дм
1 15 1
Va Vc Vh 0, 0896 1, 254 1,344 дм
3

22.

Четырехтактный, 4-х цилиндровый двигатель
имеет литраж 1600 см3, при степени сжатия 9
единиц. Чему равен объем камеры сгорания?
i 4; Vл 1600 см ; 9; Vc ?
3

23.

Литраж двигателя – сумма всех рабочих объемов
цилиндра
Vл Vh i;
Vh
Vл Vh i
D S
2
4
D Si
2
4
, см
3

24.

Vл Vл 1600
3
Vh
400 см
4
i
4
Степень сжатия – отношение полного объема
цилиндра к объему камеры сгорания
Va
Vc

25.

Vh
Vc Vh
1
Va Vc Vh ;
Vc
Vc
Vc
Va
Vh
1
Vc
Vh
400
3
Vc
50 см
1 9 1

26.

Удельный
эффективный
расход
топлива
двигателя равен
250 г/кВт∙ч. Определить
эффективную мощность двигателя, если часовой
расход топлива составляет 14,3 кг/ч.
ge 250 г / кВт ч
GT 14,3 кг / ч
Ne ?

27.

GТ г
ge 1000
,
N e кВт ч
1000GT 1000 14,3
Ne
57,2кВт
ge
250

28.

Эффективный крутящий момент ДВС равен
329 Нм. Какой должна быть частота вращения
коленчатого вала двигателя, чтобы он развивал
мощность 75,8 кВт?
M K 329 Н м
Ne 75,8 кВт
n ?

29.

3
M к
10 Ne
Ne
кВт
;
Mк
Н м;
3
10
n
с 1
30
3
3
3
10 N e 10 N e 30 10 N e 30
Mк
Н м
n
3,14 n
Ne
M K 9550
,Нм
n
Ne
9550 75,8
1
n 9550
2200 мин
329
MK

30.

Дизельный двигатель развивает эффективную
мощность 55 кВт, удельный расход топлива
при этом составляет 230 г/кВт ч. Теплота
сгорания дизельного топлива 42500 кДж/кг.
Определить эффективный КПД двигателя.
Ne 55 кВт
ge 230 г / кВт ч
hu 42500 кДж / кг
е ?

31.

Эффективный КПД двигателя – это отношение эффективной
работы, кДж/ч, на маховике двигателя к количеству
теплоты, кДж/кг, полученной при сгорании топлива:
ge Ne
Le
3600 N e
e
, GT
,кг / ч
GT hu
GT hu
1000
3600 N ee 3600 N e 1000
e
,
GT hu
N ee g e hu
3.6 10
e
g e hu
6
3.6 10
0.368
230 42500
6

32.

Расход топлива двигателем составляет 0,6 л/мин.
Рассчитать мощность, развиваемую ДВС, если
установлено, что удельный расход топлива при тех
же условиях равен 288 г/кВт∙ч. Плотность топлива
принять равной 0,97 т/м3.
GT мин 0,6 л / мин
ge 288 г / кВт ч
0,97 т / м 970 г / л
3
Ne ?

33.

gе Ne
GT
,кг / ч
1000
1000 GT
Ne
,кВт
gе

34.

GT GT мин
л
г
г
0,6
970 582
мин
л
мин
г
кг
34920 34,92
ч
ч
1000 GT 1000 34,92
Ne
121,25кВт
gе
288

35.

При испытаниях безнаддувного двигателя с
внешним смесеобразованием определили, что 34 г
топлива двигатель израсходовал за 10 с, а 1 м3
воздуха – за 24 с. Определить .
m 34 г; tT 10 с
V 1 м ; tB 24 с
3
-?

36.

GВ
o GT
Расход топлива за час:
3600
3600
г
кг
GТ
m
34 12240
12, 24
tT
10
час
час
Объем воздуха поступившего в цилиндры
двигателя за час:
3600
3600
м
VВ
V
1 150
tB
24
час
3

37.

Плотность воздуха при нормальных условиях
В=1,208 кг/м3. Тогда часовой расход воздуха
двигателем
кг
м
кг
GВ В VВ 1, 208 3 150
181, 2
час
час
м
3
GВ
181, 2
1, 02
14, 45 12, 24
o GT