Ph.D. AM Kuznetsov, Instituti i Inxhinierisë së Energjisë në Moskë (TU)
Konsumi specifik i karburantit konvencional për prodhimin dhe furnizimin e energjisë termike nga impiantet CHP për furnizim me ngrohje për konsumatorët është një tregues i rëndësishëm i funksionimit të CHP.
Në librat e njohur për të gjithë inxhinierët e energjisë, një metodë fizike ishte propozuar më parë për ndarjen e konsumit të karburantit në ngrohje dhe prodhimin e energjisë elektrike në CHP. Për shembull, në tekstin E.Ya. Sokolov, "Ngrohja dhe Rrjetet Termike", jep formulën për llogaritjen e konsumit specifik të karburantit për gjenerimin e nxehtësisë në një impiant CHP:
b t = 143 / η cc = 143 / 0,9 = 159 kg / Gcal, ku 143 është sasia e ekuivalentit të karburantit, kg kur digjet, 1 Gcal e energjisë termike është lëshuar; të η c -. fuqinë Efikasiteti kazan duke pasur parasysh humbjen e nxehtësisë në linjat me avull mes kazan dhe sallës turbinë (vlera e pranuar nga 0.9). Dhe në librin V.Ya. Ryzhkina "termocentrale" në shembullin e llogaritjes së turbinës skemës termike T-250-240 përcaktohet se konsumi specifik i karburantit i energjisë për ngrohje është 162,5 kg ce / Gcal.
Jashtë kësaj metode nuk zbatohet, dhe në vendin tonë që nga viti 1996 në RAO "UES të Rusisë" filloi të zbatojë një metodë tjetër më të përsosur - proporcionale ORGRES. Por kjo metodë gjithashtu jep një mbivlerësim të konsiderueshëm të konsumit të karburantit për prodhimin e ngrohjes në centralin e CHP.
Llogaritja më e saktë e kostove të karburantit për gjenerimin e nxehtësisë në impiantin e CHP është metoda e efikasitetit të përzgjedhjes, e cila paraqitet në detaje në artikull. Llogaritjet e bëra në bazë të kësaj metode tregojnë se konsumi i karburantit në turbinave të prodhimit të energjisë termike me CHP-T 250-240 60 kg / Gcal dhe CHP me turbina T-110 / 120-12,8-5M - 40 , 7 kg / Gcal.
Le të shqyrtojmë metodën e efikasitetit të përzgjedhjes në shembullin e CCGT CHPP me një turbinë me avull T-58 / 77-6,7. Treguesit kryesorë të performancës së një turbine të tillë janë paraqitur në tabelë, prej së cilës mund të shihet se mënyra e operimit të saj në mes të dimrit është ngrohja dhe modaliteti i verës po kondensohet. Në krye të tabelës, në të dy mënyrat, të gjithë parametrat janë të njëjtë. Dallimi shfaqet vetëm në zgjedhje. Kjo na lejon të bëjmë me besim llogaritjen e konsumit të karburantit në mënyrën e ngrohjes.
Turbina me avull T-58 / 77-6,7 është projektuar për të vepruar si pjesë e një qarku dy-qark PGU-230 në CHPP në rrethin Molzhaninovo të Moskës. Ngarkesa termike është Q r = 586 GJ / h (162.8 MW ose 140 Gcal / h). Ndryshimi në fuqinë elektrike të instalimit të turbinës në tranzicion nga mënyra e ngrohjes në kondensimin është:
N = 77.1-58.2 = 18.9 MW.
Efikasiteti i përzgjedhjes llogaritet nga formula e mëposhtme:
ηt = N / Q r = 18,9 / 162,8 = 0,116.
Në të njëjtën ngarkesë termike (586 GJ / h), por me gjenerim të veçantë të energjisë së ngrohjes në kazan të ngrohjes qendrore, konsumi i karburantit do të jetë:
BK = 34.1 .Q / ηr к = 34.1.586 / 0.9 = 22203 kg / h (158.6 kg / Gcal), ku 34.1 është sasia e ekuivalentit të karburantit, kg, me djegie prej të cilave lëshohet 1 GJ energjia termike; η рк. - Efikasiteti i shtëpisë së bojlerit të rrethit për gjenerim të veçantë të energjisë (një vlerë prej 0.9 është supozuar).
Konsumi i karburantit në sistemin energjetik për gjenerimin e nxehtësisë në CHP duke marrë parasysh efikasitetin e përzgjedhjes:
ku η kc. - Efikasiteti i shtëpisë së bojlerit të SES-it zëvendësues; ηo - efikasiteti i njësisë së turbinës së zëvendësimit të SHRA; η э с. - Efikasiteti i rrjeteve elektrike në transmetimin e energjisë elektrike nga zëvendësimi IES.
Ekonomia e karburantit për gjenerimin e kombinuar të ngrohjes dhe energjisë elektrike në krahasim me shtëpinë e bojlerit të ngrohjes qendrore: B = B në -B = 22203-7053 = 15150 kg / h.
Konsumi specifik i karburantit konvencional për gjenerimin e energjisë termike me metodën e efikasitetit të përzgjedhjeve: b t = B t / Q g = 7053/140 = 50.4 kg / Gcal.
Në përfundim, duhet të theksohet se metoda e efikasitetit të përzgjedhjes është justifikuar shkencërisht, saktësisht merr parasysh proceset që ndodhin në sistemin energjetik nën kushtet e transferimit të nxehtësisë, është i lehtë për t'u përdorur dhe mund të gjejë aplikacionin më të gjerë.
letërsi
1. Ryzhkin V.Ya. Termocentralet. M.-L .: Energia, 1967. 400 f.
2. Sokolov E.Ya. Rrjetet e ngrohjes dhe ngrohjes. Moska: Energoizdat, 1982. 360 f.
3. Kuznetsov A.M. Krahasimi i rezultateve të ndarjes së konsumit të karburantit për energjinë elektrike dhe ngrohjen e furnizuar nga CHPP me metoda të ndryshme, Energetik. 2006. № 7. P. 21.
4. Kuznetsov A.M. Ekonomia e karburantit gjatë transferimit të turbinave në mënyrën e ngrohjes // Energetik. 2007. № 1. P. 21-22.
5. Kuznetsov A.M. Ekonomia e karburantit në bllok me turbinë T-250-240 dhe treguesit e saj të performancës // Kursimi i energjisë dhe trajtimi i ujit. 2009. № 1. P. 64-65.
Kuznetsov A.M. Llogaritja e ekonomisë së karburantit dhe performanca e turbinës T-110 / 120-12,8-5M // Kursimi i energjisë dhe përgatitja e ujit. 2009. № 3. P. 42-43.
7. Barinberg GD, Valamin AE, Kultyshev A.Yu. Turbinat me avull të UTZ për projekte të ardhshme CCGT // Teploenergetika. 2009. № 9. Me 6-11.
Fuqia efektive.
Fuqia e marra në cilindra të motorit transmetohet me bosht me gunga nëpërmjet fiksime. transferimi i energjisë është i shoqëruar nga humbjet mekanike, të cilat janë formuar nga humbjet fërkimit në mur cilindër pistoni, duke mbajtur e bosht me gunga, mekanizmi cam, si dhe mekanizmat, të varur në motor dhe në humbjet e "pompuar" (në motorët 4-stroke).
Fuqia e dobishme zhvilluar nga bosht me gunga motor në fllanxhë, japin konsumatorit, është quajtur fuqia efektive (Ne), që është më pak se madhësinë e humbjeve mekanike treguesve të shpenzuara në mekanizmat e fërkimit dhe mbajtes montuar. pastaj,
ku, N m është fuqia e humbjeve mekanike.
PRESIONI I SHPEJTË EFEKTIV.
Në përcaktimin e fuqisë efektive është futur konceptin e presionit mjet efektiv (p e), e cila është shprehur si:
p e = p i ∙ η m
Ne e dimë se çfarë p është; të ngjashme me sa më sipër mund të konkludohet se presioni mesatare efektive më e vogël se vlera mesatare e treguesit të humbjeve të mesme të presionit mekanike, dmth
Pastaj, duke zëvendësuar në formulën vlerë të energjisë tregues vend të p i p e, marrim N e 2 = 52,3D ∙ p e ∙ C m ∙ i [EHP]
Duke përdorur formulën janë diameter cilindër D = √ (Ne / 52,3 ∙ Pe ∙ C m ∙ z)
Torque - ndërlidhur me pushtet efikas dhe ngarkesës motor karakteristike Me = 716,2 Ne / n [kg ∙ m]
Fuqia efektive varet nga një numër parametrash:
p ∙ F ∙ S ∙ n ∙ k ∙ z
Ne = ----- [e.e.],
Në bazë të kësaj marrëdhënieje një grafik që tregon marrëdhëniet e pushtetit dhe parametrat që përcaktojnë atë. Grafikë të tillë quhen karakteristika të motorit. Dalloni karakteristikat e shpejtësisë së lartë, ngarkesës dhe vidës.
Të gjithë konsumin e karburantit - matur në [kg / h] dhe karburantit të përdorur për normalizimin dhe raportimin (GCH).
Specifik është quajtur konsumi i karburantit orë, i referuar një njësie të kapacitetit efektiv. GCH
g e = - [g / hp ∙ orë]
Marrëdhënia midis konsumit specifik të karburantit dhe efikasitetit efektiv përcaktohet nga formula 632
g e = - [g / hp ∙ orë]
Le të krahasojmë konsumin specifik të karburantit:
me shpejtësi të ulët motor me djegie të brendshme g e = 0,141-0.165 [kg / Els ∙ h]
shpejtësi medium ICE g e = 0,150-0.165 [kg / Els ∙ h]
me shpejtësi të lartë ICE g e = 0,165-0.180 [kg / Els ∙ h]
Mënyrat dhe mënyrat e rritjes së fuqisë së ICE.
Rritja e fuqisë së ICE mund të realizohet në këto mënyra:
1. rritja e madhësive të cilindër (diametër - D, stroke - S) ose një numër të bombolave (Z), pra ka një rritje në madhësinë e përgjithshme e motorit;
2. Rritja e shpejtësisë (shpejtësia - n), ndërsa jeta e shërbimit të pjesëve zvogëlohet. shpejtësia dhe forcat e inercieve po rriten;
3. kalimi nga 4-stroke ICE në 2-stroke;
4. Ngarkimi i motorit, dmth. duke ushqyer ajrin në cilindra nën presion, e cila ju lejon të djegni më shumë karburant. Megjithatë, supercharging mekanike lejon për të rritur fuqinë me treguesit ekonomikë të përkeqësuar, dhe turbinë me gaz - për të rritur fuqinë, ndërsa reduktuar, ose edhe me disa përmirësim në treguesit ekonomike, për shembull, nëse
η e = ↓ η i ∙ η m, por
(1 / ε k), atëherë për η m = f (n),
η m = Ni / Ni = (Ni-N m) Ni = 1- (Nm / Ni)
Ngrohja me turbinë me gaz e ICE 4-stroke u krye lehtë sepse mbushja e cilindrit dhe pastrimi i saj kryhet gjatë goditjeve të "pompimit", dhe traktet e thithjes dhe shkarkimit thuajse nuk raportohen. Presioni i ngarkuar i ajrit mund të jetë më i vogël se presioni i shkarkimit.
Në 2-stroke ICE, presioni i ngarkuar i ajrit duhet të jetë më i madh se presioni në fund të shkarkimit të lirë. Për këtë, fuqia e gazrave të turbinës duhet të arrihet në mënyrë që të sigurojë një presion të rritur. Fillimi i lirë i shkarkimit më herët me presion më të madh të gazit dhe zvogëlimi i PA. Si rezultat i kësaj, për shkak të djegies në vijën e zgjerimit, temperatura e gazrave dhe energjia e tyre kinetike do të jenë më të mëdha. Përveç kësaj, në një makinë nën presion, raporti i compression (E) zvogëlohet. Kjo është bërë për të reduktuar PC dhe Pz, dhe për të parandaluar rritjen e ngarkesave mekanike.
Të gjitha këto tregojnë një përkeqësim të theksuar të indikatorëve tregues:
për motorët me djegie me super ngarkesë, g i = 125-138 g / hp ∙ h;
për motorët me djegie pa nxitje, g i = 118-120 g / hp ∙ h.
Ruajtja ose madje edhe përmirësimi i treguesve efektivë arrihet për shkak të një rritje të mprehtë të efikasitetit mekanik. Ajo rritet sepse humbjet mekanike me shpejtësi konstante nuk rriten. N m = f (n) ≈ const.
TERMIKE, INDIKATOR, EFIKASITET, EFIKASITETI MEKANIK.
Përcaktimi i efikasitetit termik është dhënë më herët. Do ta shtojmë pak.
Efikasiteti termik quhet raporti i nxehtësisë, i konvertuar në një punë të dobishme, për të gjithë ngrohjen e furnizuar.
Efikasiteti termik karakterizon shkallën e shfrytëzimit të ngrohjes në çdo dizajn të motorrit të nxehtësisë dhe për këtë arsye lejon vetëm humbjen termike kur shkon në frigorifer. Pastaj formula e efikasitetit termik mund të shkruhet në një formë të përshtatshme për llogaritjet:
1 λ ∙ ρ k ~ 1
η t = 1- -. -----
ε k ~ 1 λ-1 + k ∙ λ (ρ-1)
Efikasiteti termik rritet me një rritje në raportin e compression, me një rritje në eksponent adiabatic k dhe me një rritje të presionit (shkalla e rritjes së presionit λ).
Efikasiteti termik zvogëlohet me rritjen e shkallës së zgjerimit paraprak ρ.
Efikasiteti i treguesit është raporti i sasisë së nxehtësisë të transferuar në punën treguese (Q i), në sasinë totale të nxehtësisë së shpenzuar për marrjen e kësaj pune (bishti i Q). η i = Q i / Q lat (η i = 0.42-0.53).
η i = --- = ---, ku
Gq ∙ Q rn g i ∙ Q r n
632 - termik ekuivalent i 1 orë hp [kcal]
Gh - konsumi i karburantit për orë;
Q р н - duke punuar vlerën kalorifike inferiore të karburantit.
Kjo efikasitet karakterizon humbjet e nxehtësisë me gazrat e shkarkimit, me ujë ftohës, si dhe humbjet nga djegia e papërpunuar e karburantit. Ai merr parasysh sasinë totale të humbjes së nxehtësisë gjatë ciklit. Kjo, përveç nxehtësisë që largohet nga gazrat e shkarkimit, humbjet e shkaktuara nga prania e shkëmbimit të nxehtësisë, djegia e papërpunuar e karburantit, norma e pamjaftueshme e djegies së karburantit. Rritja e përqindjes së nxehtësisë që largohet nga muret e cilindrit dhe me gazrat e shkarkimit, rritja e paplotësisë së djegies ndikon negativisht në efikasitetin e treguesit. Me një rritje në koeficientin e ajrit të tepërt, përgjithësisht rritet efikasiteti i treguesit.
Në motorët me naftë, η i ≈ 0.4-0.5
Efikasiteti efektiv është raporti i sasisë së nxehtësisë të shpenzuar në punën e dobishme të motorit (Qe), ndaj të gjithë nxehtësisë së furnizuar (Q).
Ai merr në konsideratë të dy humbjet termike dhe mekanike.
632 Ne 36 ∙ 10 5
η e = ----, ose η e = ---
Q rn ∙ G Q Q ∙ g ∙ g e
Varësia midis efikasitetit shprehet nga η e = η i ∙ η m
Diagrami tregon grafikët e ndryshimit në efikasitet si një funksion i ngarkesës në n = const. (Η)
1,00 25 50 75 100 (Ne%)
Le të krahasojmë një motor nafte me makinat e tjera termike me vlera efektive të efikasitetit: motorët me shpejtësi të ulët me djegie η e = 0.42-0.39 turbinat me gaz η e = 0.42-0.31
motorët me djegie me shpejtësi të mesme η e = 0.42-0.37 motorë me avull η e<0.20
motorët me djegie të brendshme me shumë kthesa η e = 0.42-0.31 turbinat me avull η e\u003e 0.30
motorët me djegie të brendshme të karburantit η e = 0.20-0.28
Prandaj, sipas konsumit specifik të nxehtësisë, diezeli është më ekonomik. (η e = 0.35-0.42). Megjithatë, në instalimet me turbinat me avull përdoret një vaj me lëndë djegëse më e lirë dhe më shumë energji, aq më pak dallimi në kostot midis motorëve me naftë dhe turbinat me avull. Dhe që turbinat kanë një numër përparësish në krahasim me motorët me naftë, ato përdoren më shpesh në kapacitete më të larta. Motorët me naftë mbajnë konkurrencën e tyre në bimë me kapacitet deri në 45.000 kuaj fuqi.
Efikasiteti mekanik quajtur raporti i fuqisë efektive ndaj fuqisë së treguesit, ose fuqia e humbjeve mekanike.
η m = Ne / Ni, ose η m = p e / p i
Efikasiteti mekanik tregon se një pjesë e fuqisë së treguesit, që do të ishte e dëshirueshme të shndërrohej në një punë efektive të dobishme. Kjo efikasitet merr në konsideratë:
Humbjet për shkak të fërkimit të pjesëve lëvizëse, të cilat varen nga: materialet, cilësinë e ndërtimit e prodhimit, trajtimit dhe montimit të pjesëve, shpejtësia e lëvizjes së nyjeve të veçanta presionet pairings (më shumë se gjysma e këtyre humbjeve shkon të martohem mëngë-pistoni), cilësi të naftës, etj ;
- humbjet "pompuese". Në 4-stroke ICE, humbjet "pompimit" përfshijnë kostot e energjisë për tejkalimin e rezistencës gjatë pastrimit të cilindrave nga produktet e djegies. Ato varen nga koha e hapjes së valvulave të marrjes dhe shkarkimit (shih diagramin e kohës). Me hapjen e vonshme të valvulës së marrjes, presioni i thithjes do të jetë më i ulët. Me hapjen e vonshme të ceremonisë së diplomimit - presioni i lirimit do të jetë më i lartë. Në të dy rastet, zona e punës negative rritet. Fuqia e shpenzuar në goditjen "pompuese", kur supercharged, mund të kthehet në punë të dobishme. (Një mënyrë për të përmirësuar efikasitetin.)
Humbjet në koston e fuqisë drejton bashkangjitur mekanizmat e motorit, (karakterizon racionalitetin e dizajnit);
Për të zvogëluar humbjet mekanike, është e nevojshme të mirëmbahen dhe mirëmbahen motori në gjendje të mirë teknike. Mbajini të gjitha lejet e nevojshme në udhëzimet e rekomanduara të prodhuesit, zgjidhni cilësinë e duhur dhe klasën e lubrifikantëve. Vëzhgoni kushtet e përshtatshme të temperaturës, rregullimin e ngarkesës për cilindra, temperaturën e ujit, vajin, pastërtinë e kolektorëve etj.
Vlerat e efikasitetit mekanik.
Motorë me djegie të dyfishtë për motorët me 4 stroke
pa nxitje, η m = 0.75-0.85 pa nxitje, η m = 0.75-0.85
me super ngarkesë η m = 0,86-0,93 me super ngarkesë η m = 0,85-0,95
OPERIMI I MOTIUT
NDIKIMI I KUSHTEVE METEOROLOGJIKE NË PUNËN E DIESELIT.
Kur ndryshon kushte standarde atmosferike (temperatura t = 20 ° C; bar presion barometric P = 760 mm Hg;. Lagështi relative φ = 70%) ka një ndryshim i ngarkuar ajrit në cilindër, përkatësisht, të ngarkuar masiv zvogëlon me rritjen e temperaturës ajrit, me një ulje të presionit barometrik, me një rritje të lagështisë relative të ajrit. Në këtë rast:
1, presioni mesatar i treguesit p i zvogëlohet;
2, faktori i tepërt i ajrit α zvogëlohet;
3, rritet temperatura e gazrave të shkarkimit;
4 rrit stresin e nxehtësisë të pjesëve GPG;
5 fuqia e motorit është zvogëluar.
Kur temperatura e ajrit që hyn në cilindra rritet, shkalla e ngarkesës së ajrit zvogëlohet, dhe kështu faktori i tepërt i ajrit. Kjo çon në një përkeqësim të djegies së karburantit dhe një rritje të konsumit të tij. Zvogëlon p i, dhe kështu fuqinë e motorit. Për shkak të rritjes së temperaturës së ngarkesës ajrore, temperatura e gazeve të shkarkimit do të rritet, që do të thotë se temperatura mesatare e ciklit dhe stresi i nxehtësisë së motorit do të rriten.
Për të shmangur mbingarkimin termik të motorit, është e nevojshme të monitorohet puna e tij në presionin maksimal të djegies (Pz) dhe temperaturat e gazit të shkarkimit, duke mos lejuar rritjen e tyre mbi vlerat nominale.
Për të përmirësuar parametrat, është e nevojshme të reduktohet furnizimi me karburant për cikël. Kjo shkakton një rënie në p dhe një ulje në shpejtësinë e boshtit të helikës kur vepron në VPSH dhe, si pasojë, një rënie në shpejtësinë e anijes. Në praktikën e përdorimit të motorëve kryesorë, supozohet në përgjithësi se me një rritje të temperaturës së ajrit prej 10 ° C, ose ulni shpejtësinë e rrotullimit me 2% ose zvogëloni nivelin e helikës prej 3%.
Kur rritet lagështia e ajrit, përmbajtja e ajrit të thatë të cilindrave ulet. Kjo gjithashtu do të ndryshojë (α). Si rezultat, kushtet e djegies do të përkeqësohen, dhe kjo do të çojë në një ulje në p dhe kështu në fuqinë e motorit. Temperatura e gazrave do të rritet disi, gjë që do të çojë në një mbingarkesë të ICE.
Përveç kësaj, ndikimi i lagështisë kontribuon në një ndryshim në fuqinë dhe korrozioni në cilindrat e motorit, veçanërisht kur punohet në lëndët djegëse squfuri. Prandaj, është e nevojshme për të siguruar që kushtet e vesë nuk janë krijuar në traktin e marrjes. Pika e vesës për çdo naftë me supercharged dhe cooler ajrit është treguar në pasaportën dhe formën e saj.
KARAKTERISTIKAT e ICE.
Përdorimi i plotë i fuqisë së motorëve me naftë detare është një nga detyrat kryesore të mekanikës së anijes. Është e rëndësishme që motori të shkojë në një fuqi që nuk shkon përtej aftësive të saj aktuale. Për të zgjidhur këtë problem në mënyrë kompetente, është e nevojshme të dihet karakteristikat e motorrit dizel dhe bazën e ndërveprimit të tij me konsumatorin e energjisë. Mënyra e funksionimit të motorrit me naftë karakterizohet nga një sërë parametrash: fuqia, ekonomia, shpejtësia, ngarkesat termike dhe mekanike. Performanca e motorëve është e ndarë në mënyrë konvencionale në:
1) energjik - Ni, Ne, Me, p i, p e, n;
2) ekonomike - Gh, g e, ε, (i);
3) operacioni - presioni dhe temperatura, fiksuar nga instrumentet standarde, si dhe një numër i parametrave shtesë që japin një mundësi për të gjykuar fuqinë termike dhe mekanike të motorit.
Tensioni termik - në varësi të drejtpërdrejtë nga ngarkesa, e karakterizuar nga një presion mesatar tregues ose pozicioni i pompës së injektimit të karburantit. Temperatura e gazit të shkarkimit (Tg), uji (Tv) dhe vaj (Tm) monitorohen. Të fundit në kushte detar prodhuar Unazë matjet temperatura në majë të cilindrit dhe në zonën e porte ushqim me kërma dhe fundeve të pistonit dhe kushineta dhe volframi.
Tension mekanik - kriteri kryesor i së cilës është presioni maksimal i djegies së karburantit (Pz) dhe forca inerciale e masave lëvizëse (Pj).
Nëse gjatë operimit të motorrit dizel parametrat e tij mbeten të vazhdueshme, atëherë regjimi quhet i qëndrueshëm. Tranzicioni nga një regjim i themeluar në tjetrin mund të ndodhë spontanisht nën ndikimin e kushteve të rrugës; automatikisht - nën ndikimin e rregullatorit; ose me dorë - nga operatori që vepron në hekurin e kontrollit të pompës së karburantit.
Me mund të krijohet kohë të mjaftueshme vonesë në mes të mënyrave për të marrë shumësinë e modes ndërlidhur ndryshimin e rregullt të parametrave të motorit.
Seti i regjimeve të qëndrueshme të gjendjes, të përfaqësuar si varësi analitike, tabelare ose grafike nga parametri kryesor, i parazgjedhur, quhet karakteristika e naftës. Në këtë rast, nëse parametri kryesor për marrjen e ngarkesës, karakteristikë ngarkesës quhet, dhe në qoftë se shpejtësia - karakteristikë shpejtësia është quajtur.
KARAKTERISTIKAT E LOADIMIT.
Varësia e parametrave të operimit të motorit në ngarkesën e tij me një shpejtësi të vazhdueshme quhet karakteristika e ngarkesës. Ne ose p e merret si një ndryshore e pavarur, ose një lloj lidhjeje e tyre, për shembull, p e / p e. Në boshtin e ordinatit, çdo parametër i interesit depozitohet. Si shembull, merrni parasysh karakteristikën g e = f (Ne).
Karakteristikat e ngarkesës të marra me shpejtësi të ndryshme nuk përputhen. Prandaj, në operimin e kombinuar të komplot karakteristikat, e cila është e lehtë për të përcaktuar vlerën e çdo parametri i korrespondon një peshë të caktuar dhe shpejtësia.
motorët kryesore, me transmetim të drejtpërdrejtë në vidë dhe që ka një variabël guvernatorët shpejtësi, në kushte të caktuara (kur ngarkesa në vidë në ujë të cekët, cornering, etj) të veprojë në karakteristikën e ngarkimit, nëse kontrollet kontrollues pozicion mbetet i pandryshuar.
Nga grafiku shohim se për një numër të caktuar të revolucioneve (n = const), konsumi minimal i karburantit specifik është në ≈90% të ngarkesës së plotë. Për fat të keq, motori nuk mund të punojë vazhdimisht në këtë mënyrë, sepse ndryshimin dhe ngarkimin e anijes dhe kushtet mjedisore (thellësi të rrugë e lirë, drejtimin dhe forcën e erës, rryma, etj). Por është e nevojshme për të marrë këtë parasysh, dhe nëse është e mundur të kërkojnë punë në kapacitet të tillë.
Situata është më e thjeshtë me ngarkimin e gjeneratorëve të naftës. Karakteristika e ngarkesës me shpejtësi nominale (n nom) përafron punën e saj në gjenerator.
KARAKTERISTIKAT E SPEED.
Karakteristika e shpejtësisë - varësia e parametrave të motorit në frekuencën e rrotullimit të saj. Varësisht nga kushtet në të cilat ato janë marrë, karakteristikat e shpejtësisë ndahen në i jashtëm, vidhos dhe kufizues.
Në Fig. tregon formën e përgjithshme të karakteristikës së shpejtësisë, ku duke ndryshuar sasinë e karburantit të furnizuar, marrim shpejtësi të ndryshme dhe vlerat përkatëse të parametrave të zgjedhur (dy 625/34).
Konsumi specifik i karburantit specifik me fuqi të njohur të energjisë Ne dhe konsumi i karburantit GT përcaktohet nga formula:
g e = 10 3 G t / N e
Njësia e matjes së konsumit efektiv të karburantit specifik: g / (kWh).
Kur motor po kandidon për lëndë djegëse të lëngshme, marrëdhënia midis g e dhe n e është si më poshtë:
n e = 3,6 10 3 / (g eQn)
Për motorët e automobilave që veprojnë në mënyrë nominale, vlerat efektive të efikasitetit janë brenda limiteve të mëposhtme: për motorët e karburatorit 0.25 ... 0.33; për motorët me naftë 0,35-0,4. Në të njëjtën kohë, vlera e konsumit efektiv të karburantit specifik është: për motorët karburator 300 ... 370 g / (kWh); për motorët me dizel me dhomat e djegies pa mbrojtje 245 ... 270 g / (kWh).
Çift rrotullues dhe fuqi efektive.
5. Efikasiteti mekanik, efekti mbi madhësinë e tij të mënyrës së funksionimit, zgjedhja e vajit të motorit, gjendja termike dhe teknike e motorit.
Efikasiteti mekanik
Efikasiteti mekanik nm - një parametër i vlerësuar i humbjeve mekanike në motor:
nm = LeLi = re / pi = Me / Mi = Ne / Ni.
Kur motorët e makinave veprojnë në mënyrë nominale, vlera është brenda kufijve të mëposhtëm: për motorët me katër stroke karburator 0.7 ... 0.85; për motorët me naftë me katër stroke pa supercharging 0,7 ... 0,82, me 0.8-0,9 supercharged; për motorët me gaz 0,75 ... 0,85; për motorët diesel me shpejtësi të dyfishtë 0,7-0,85.
6. Bilanci i jashtëm termik i motorit. Komponentët e bilancit të nxehtësisë.
Efikasiteti i konvertimit të nxehtësisë së djegies së karburantit në punë të dobishme, në një termocentral, vlerësohet duke përdorur balancën e nxehtësisë së energjisë. Ngrohja e lëshuar nga djegia e karburantit vetëm pjesërisht kalon në një punë efikase të dobishme në boshtin e motorit. Një pjesë e rëndësishme e saj është e transportuar me gazra të shpenzuara, të transferuara në sistemin e ftohjes, mjedisit etj. dmth është humbjet e nxehtësisë.
Shpërndarja e nxehtësisë së lëshuar gjatë djegijes së karburantit për punë efikase dhe lloje të caktuara të humbjeve të nxehtësisë quhet bilancin e ngrohjes.
Ka ekuilibër të jashtëm dhe të brendshëm të ngrohjes.
Shpërndarja e nxehtësisë lirohet gjatë djegies së karburantit në komponentët kryesorë, përcaktuar eksperimentalisht në të ashtuquajturat parametrat e jashtme të operimit të motorit (fuqia efektive, temperatura e ujit, vajit, etj) quhet bilanci jashtme ngrohjes.
Shpërndarja e të nxehtit lëshuar nga djegia e karburantit bast mbi komponentet kryesore, përkufizimi i cili është i lidhur me një njohuri të tregues (të brendshëm) të marra nga diagramet treguesi i performancës motor quajtur një ekuilibër të brendshëm të ngrohjes.
Përbërja e bilancit të nxehtësisë, si fazë përfundimtare e llogaritjes, ka funksionin e mëposhtëm:
parë - kjo është llogaritja e madhësisë së humbjeve të nxehtësisë. Duke ditur humbjen e nxehtësisë, ju mund të përshkruani mënyrat për t'i reduktuar ato duke përdorur teknologjitë e reja dhe parimet e rimëkëmbjes së nxehtësisë. Si rezultat i përdorimit të humbjeve të nxehtësisë, është e mundur të hartohet një instalim me një efikasitet më të lartë sesa efikasiteti i vetë motorit;
E dyta -qëndron në faktin se njohja e humbjeve termike siguron bazën për dizajnimin e sistemeve ndihmëse të motorit (uji, vaji etj.) dhe vlerësimin e efektivitetit të tyre. Për shembull, nga bilanci i nxehtësisë, përcaktohet temperatura e gazit shterues, i cili është i nevojshëm për llogaritjen dhe projektimin e turbotrit (për turbinë me gaz dhe super ngarkim të kombinuar). Kështu, përbërja e bilancit të nxehtësisë është drejtpërdrejt me rëndësi praktike;
I treti -llogaritur thjesht. Hartimi i bilancit të ngrohjes ju lejon të kontrolloni korrektësinë e llogaritjeve. Konsumi i nxehtësisë duhet të jetë i barabartë me mbërritjen. Nëse bilanci nuk konvergon, atëherë kjo tregon një llogaritje të pasaktë.
7. Koncepti i procesit të shkëmbimit të gazit. Fazat e shpërndarjes së gazit.
Karakteristikat e proceseve të shkëmbimit të gazit. Shkëmbimi i gazit Është vendosur grupi i proceseve të lirimit dhe një pranim që siguron një ndryshim të trupit punues.
Cilësia e pastrimit të cilindrit nga gazrat e shkarkimit dhe efikasiteti i mbushjes me ngarkesë të freskët përcaktojnë performancën e motorit. Në ciklin aktual, fillimi dhe fundi i proceseve të shkëmbimit të gazit (hyrje dhe dalje) nuk korrespondojnë me fillimin dhe fundin e goditjeve të marrjes dhe shkarkimit.
Proceset e shkëmbimit të gazit janë të ndërlidhura me njëri-tjetrin dhe kanë një ndikim të rëndësishëm në proceset e tjera që ndodhin në ciklin aktual. Për shembull, krijimi i lëvizjes së drejtimit të ngarkesës në cilindër nga profilizimi dhe rregullimi i kanaleve të hyrjes në kokën e cilindrit kontribuojnë në formimin e përmirësuar të përzierjes dhe djegien.
Për të rritur efikasitetin e këmbimit të gazit, është e nevojshme të sigurohet xhiroja më e madhe e mundshme e seksioneve kryq të valvulave f, cm2, të quajtur "seksioni i kohës". Grafikisht paraqet zonën nën kurbën e zonës aktuale të seksionit të valvulave midis pikave të vdekura në funksion të kohës.
Puna e shkëmbimit të gazit (humbjet e pompimit) në motorë pa nxituar dhe në super-ngarkim me turbinë me gaz është negativ. Kur përdorni një kompresor me makinë, operacioni i shkëmbimit të gazit është pozitiv, por kostoja e makinës rritet.
Kohëzgjatja e shufrave me shina është periudha nga momenti i hapjes së valvulave deri në momentin e mbylljes së tyre, të shprehur në shkallë të rrotullimit të boshtit dhe janë shënuar në lidhje me momentet fillestare ose përfundimtare të masave korresponduese.
Detyra e mekanizmit të shpërndarjes së gazit është që të sigurojë efikasitetin më të lartë të mbushjes dhe pastrimit të cilindrit gjatë funksionimit të motorit. Efikasiteti i motorit, fuqia dhe çift rrotullimi i zhvilluar varen nga mënyra e përzgjedhjes së fazave të shpërndarjes së gazit.
8. Kërkesat për proceset e formimit të përzierjes në motorët benzinë (dozimi i karburantit, shtresëzimi dhe homogjenizimi i përzierjes).
Në rastin e përzierjeve në motorët e ndezjes së shkëndijave, nënkuptohet një kompleks i proceseve të ndërlidhura që shoqërojnë matjen e karburantit dhe ajrit, spërkatjen dhe avullimin e karburantit dhe përzierjen me ajër. Formimi kualitativ i përzierjes është një kusht i domosdoshëm për marrjen e fuqisë së lartë, parametrave ekonomik dhe mjedisor të motorit.
Rrjedha e proceseve të formimit të përzierjes varet në masë të madhe nga vetitë fiziko-kimike të karburantit dhe nga mënyra në të cilën ushqehen. Në motorët me formimin e përzierjes së jashtme, fillon procesi i formimit të përzierjes në karburator (injektor, mikser), vazhdon në tubacionin e marrjes dhe përfundon në cilindër.
Pas daljes nga karburantit nga shpërbërja carburetor ose injeksion atomizer jet fillon nën ndikimin e forcave aerodinamike terhiq (për shkak të lëvizjes së ajrit dhe shpejtësisë karburantit ndryshim). Pastërtia dhe uniformiteti i spërkatjes varet nga shpejtësia e ajrit në diffuser, viskozitetit dhe tensionit sipërfaqësor të karburantit. Kur nis motorin e karburatorit në temperaturë relativisht të ulët, nuk ka praktikisht asnjë atomizim të karburantit dhe deri në 90 përqind ose më shumë karburant në gjendjen e lëngshme hyn në cilindra. Si rrjedhojë, për të siguruar fillimin e besueshëm, është e nevojshme që të rritet ndjeshëm furnizimi ciklik i karburantit (sjellë α në vlerat e ≈ 0.1-0.2).
Procesi i spërkatjes së fazës së lëngshme të karburantit rrjedh gjithashtu në seksionin e hyrjes së valvulës së marrjes, dhe me mbytje jo plotësisht të hapur, në hendekun që formon.
Një pjesë e pikat e karburantit entrained nga lumë e ajrit dhe avullit të karburantit vazhdon të zhduket dhe pjesa - depozituar në një film nuk është muret e dhomës së përzierjes, manifold konsum dhe kanali në kokë cilindër. Nën veprimin e forcës tangenciale nga bashkëveprimi me rrjedhën e ajrit, filmi lëviz drejt cilindrit. Meqenëse shpejtësia e përzierjes së ajrit dhe karburantit dhe pikat e karburantit ndryshojnë në mënyrë të parëndësishme (nga 2-6 m / s), shkalla e avullimit të pikave është e ulët. Avullimi nga sipërfaqja e filmit vazhdon më intensivisht. Për të përshpejtuar procesin e avullimit të filmit, gypat e marrjes në karburator dhe motorët centralë të injektimit nxehen.
Rezistenca e ndryshme e degëve të tubave të marrjes dhe shpërndarja e pabarabartë e filmit në këto degë të çojnë në një përbërje të pabarabartë të përzierjes përgjatë cilindrave. Shkalla e pabarazisë në përbërjen e përzierjes mund të arrijë në 15-17%.
Gjatë avullimit të karburantit, procesi i fraksionimit të tij vazhdon. Frakcionet e lehta fillimisht zhduken, ndërsa ato më të rënda hyjnë në cilindër në fazën e lëngshme. Si rezultat i shpërndarjes së pabarabartë të fazës së lëngët në cilindra, mund të jetë jo vetëm një përzierje me raport të ndryshëm karburant-ajër, por edhe karburant me përbërje të ndryshme fraksionale. Si pasojë, numrat oktan të karburantit në cilindra të ndryshëm do të jenë të ndryshme.
Cilësia e formimit të përzierjes përmirësohet me rritjen e shpejtësisë n. Veçanërisht e dukshme është efekti negativ i filmit në ecurinë e motorit në mënyrat e përkohshme.
Pabarazia e përbërjes së përzierjes në motorët me injektim të shpërndarë përcaktohet kryesisht nga identiteti i operimit të injektorëve. Shkalla e jo uniformitetit të përzierje prej ± 1.5%, kur veprojnë në shpejtësinë e jashtme dhe ± 4% në boshe me një shpejtësi minimale nh.h.min.
Kur futni karburant direkt në cilindër, dy mënyra të përzierjes janë të mundshme:
- për të marrë një përzierje homogjene;
Me shtresim të ngarkuar.
Zbatimi i metodës së fundit të formimit të përzierjes është i mbushur me vështirësi të konsiderueshme. Zbatimi i metodës së fundit të formimit të përzierjes është i mbushur me vështirësi të konsiderueshme.
Në motorët me gaz me formimin e përzierjes së jashtme, karburanti futet në rrjedhën e ajrit në gjendje të gaztë. temperaturë të ulët vlimi, një vlerë të lartë të koeficientit të difuzionit dhe vlera në thelb minimale shuma teorikisht e nevojshme e ajrit për motor me djegje (psh benzinë - 58.6, metan - 9.52 (m3 Air) / (m3 lëndë djegëse) të sigurojë një shpërndarje të konsiderueshme homogjene e përzierje djegshme. përzierja mbi cilindra është më e barabartë.
1.1 Formimi i përzierjes gjatë karburimit
Spërkatja e karburantit. Pas hedhjes së avionit atomizatori i karburatorit fillon dekompozimin e tij. Nën veprimin e forcës terhiq (shpejtësia e ajrit të konsiderueshme më e lartë se shpejtësia e karburantit) jet thyen deri në pikëza dhe film i diametra të ndryshme. Diametri mesatar i pikave në daljen e karburatorit mund të konsiderohet afërsisht 100 μm. Përmirësimi i llakut rrit sipërfaqen e përgjithshme të pikat dhe kontribuon në avullimin e tyre më të shpejtë. Duke rritur shpejtësinë e ajrit në diffuser dhe reduktimin e viskozitetit karburantit dhe koeficienti tensionin sipërfaqësor, për të përmirësuar përsosuri dhe uniformitetin e atomization. Në fillim të motorrit të karburatorit, praktikisht nuk ka atomizim të karburantit.
Formimi dhe lëvizja e një filmi të karburantit. Nën veprimin e forcave të rrjedhës së ajrit dhe gravitacionale disa pika janë depozituar në muret e carburetor dhe konsum i shumëfishtë, karburanti formimin e filmit. Në forcën e ndikimit filmit karburantit të aderimin në mur, forca qethje prej rrjedhjes së ajrit diferenciale të presionit statik në seksionin perimetrit kryq, si dhe gravitetit dhe sipërfaqe tensioni. Si rezultat i veprimit të këtyre forcave, filmi fiton një trajektore komplekse të lëvizjes. Shpejtësia e saj është disa herë dhjetë herë më e vogël se norma e rrjedhës së përzierjes. Sasia më e madhe e filmit formohet në mënyrat e ngarkesës së plotë dhe shpejtësisë së ulët, kur shpejtësia e ajrit dhe pastërtia e atomizimit të karburantit janë të vogla. Në këtë rast, sasia e filmit në daljen e tubit të hyrjes mund të arrijë deri në 25% të konsumit total të karburantit. Natyra e raportit të gjendjeve fizike të përzierjes së djegshme në thelb varet nga tiparet e projektimit të sistemit të furnizimit me karburant.
Avullimi i karburantit. Karboni avullohet nga sipërfaqja e pikat dhe filmi në temperatura relativisht të ulëta. Pikat janë në sistemin e marrjes së motorit për rreth 0.002-0.05 s. Gjatë kësaj kohe, vetëm më i vogli prej tyre arrin të zhduket tërësisht. Shkalla e ulët e avullimit të pikave janë përcaktuar kryesisht nga mekanizmi molekular i ngrohjes dhe transferimin në masë, pasi që shumicën e kohës me pika të vogla të lëvizur defekt ajrit. Prandaj, avullimi i pikëza të ndikojnë dukshëm në përsosuri e atomization të karburantit dhe temperatura fillestare, ndikimin e temperaturës së rrjedhjes së ajrit pak.
Filmi i karburantit është lulëzuar intensivisht nga rrjedha. Në këtë rast të një rëndësie të madhe për shkëmbim të saj avullimit të ngrohjes me mure ka një rrugë gji, kështu që kur qendror carburation injeksion dhe gji kanal zakonisht motor të ndezur ftohje lëngjeve ose shter. Në varësi të projektimit të rrugës gji dhe mënyrën e funksionimit të motorit karburator dhe një injeksion qendrore në dalje të përmbajtjes së futje kanal në përzierje djegëse e avullit të karburantit mund të jetë 60-95%. Procesi i avullimit të karburantit vazhdon në cilindër gjatë goditjeve të marrjes dhe compression. Nga fillimi i djegies, karburanti praktikisht avullohet tërësisht.
Kështu, në mënyrë të ftohtë e fillimit dhe një të ngrohtë-up kur temperatura e karburantit, futje sipërfaqet shtegu ajrit dhe avullimit të vogla benzinë është minimale, në mënyrë të fillimit është gjithashtu pothuajse asnjë atomization, përzierjen kushtet janë jashtëzakonisht të pafavorshme.
Përbërja e pabarabartë e përzierjes përgjatë cilindrave. Duke pasur parasysh rezistencën e pabarabartë të degëve të traktit të marrjes, mbushja e cilindrave të veçanta me ajër mund të ndryshojë (nga 2-4%). Shpërndarja e karburantit përgjatë cilindrave të motorrit të karburatorit mund të karakterizohet nga një pabarazi dukshëm më e madhe, kryesisht për shkak të shpërndarjes së pabarabartë të filmit. Kjo do të thotë se përbërja e përzierjes në cilindra nuk është e njëjtë. Ajo karakterizohet nga shkalla e pabarazisë në përbërjen e përzierjes:
ku αi - koeficienti i ajrit të tepërt në cilindrin I; α është vlera mesatare e faktorit të tepërt të ajrit të përzierjes të përgatitur nga karburatori ose injektuesi qendror i injektimit.
Nëse Di\u003e 0, atëherë kjo do të thotë se në këtë cilindër përzierja është më e dobët sesa motori në tërësi. Vlera e α përcaktohet më lehtë nga analiza e përbërjes së gazit të shkarkimit duke lënë cilindrin e i-th. Shkalla e pabarazisë së përbërjes së përzierjes me një dizajn të pasuksesshëm të traktit të marrjes mund të arrijë në 20%, gjë që në mënyrë të konsiderueshme e përkeqëson ecurinë ekonomike, mjedisore, fuqinë dhe performancën tjetër të motorit. Përbërja e pabarabartë e përzierjes varet gjithashtu nga mënyra e përdorimit të motorit. Ndërsa rrit frekuenca n, spërkatja dhe avullimi i karburantit përmirësohet, kështu që pabarazia e përbërjes së përzierjes zvogëlohet (Fig. 2a). Përzierja përmirësohet edhe kur reduktohet ngarkesa, e cila, në veçanti, shprehet nga një rënie në shkallën e pabarazisë në përbërjen e përzierjes (Fig. 2b).
Gjatë formimit të përzierjes ndodh fraksionimi i benzinës. Në të njëjtën kohë, fraksionet e lehta (ata kanë një numër më të ulët të oktanës) zhduken së pari, dhe në pikat dhe filmat janë kryesisht të mesme dhe të rënda. Si rezultat i shpërndarjes së pabarabartë të karburantit të lëngët fazës në cilindra mund të jetë jo vetëm një përzierje me α të ndryshme, por edhe përbërja pjesshëm i karburantit (dhe kështu numri i tij oktan) gjithashtu mund të jenë të pabarabartë. Kjo vlen edhe për shpërndarjen përgjatë cilindrave të aditivëve në benzinë, në veçanti, antiknock. Për shkak të këtyre karakteristikave të formimit të përzierjes, një përzierje hyn në cilindra të motorëve të karburatorit, përgjithësisht të ndryshme në përbërje, përbërjen e karburantit dhe numrin oktan.
Ndryshimin shkallën e mos-uniformitetin e përzierjes së 1, 2, 3 dhe 4 cilindra në varësi të shpejtësisë n rrotulluese (ul plotë) (a) dhe ngarkesa (n = 2000 min-1), (b)
1.2 Përzierje për centralizimin dhe shpërndarjen e karburantit
Injektimi i karburantit në krahasim me karburatorin parashikon:
1. Rritja e raportit të mbushjes për shkak të një reduktim të rezistencës aerodinamik të sistemit të marrjes pa carburetor dhe ngrohje futje e ajrit për shkak të gjatësisë më të vogël të traktit konsum.
2. Shpërndarje më e barabartë e karburantit përgjatë cilindrave të motorrit. Ndryshe nga raporti i tepërt e ajrit në cilindra gjatë injektimit të karburantit është 6-7%, ndërsa 20-30% carburation.
3. Aftësia për të përmirësuar compression ratio nga 0,5-2 njësive në të njëjtën karburantit numri oktan si rezultat i nxehet ngarkuar freskët të vogël në gji, një shpërndarje më të njëtrajtshme të karburantit në cilindra.
4. Rritja e treguesve të energjisë (Ni, Ne, etj.) Me 3-25%.
5. Përmirësimi i përshpejtimit të motorit dhe fillimi më i lehtë.
Konsideroni proceset përzierjen në injektimit qendrore ngjashme me rrjedhën e këtyre proceseve në motor karburator dhe vini re dallimet e mëdha në mes të këtyre proceseve.
Spërkatja e karburantit. Sisteme me injeksion furnizimit me karburant kryhet nën presion të ngritur, si zakonisht, me kanal gji (injeksion Central) ose kanaleve gji në kokë cilindër (injeksion shpërndarë) (Fig. 1b, c).
Për sistemet e parametrave qendrore dhe shpërndarë injeksion të tjera nga ato të listuara pastërtisë së atomization është gjithashtu e varur në formën e presionit injeksion vrima spërkatës hundë dhe normës së rrjedhës së karburantit aty. Në këto sisteme, aplikimi më i madh ka marrë injeksion elektromagnetike, të cilat karburantit është furnizuar nën presion 0,15¸0,4 MPA, e cila prodhon pikat me një diametër mesatar 50400 mikronë, në varësi të llojit të nozzles (ink jet, PIN ose centrifugale). Me karburim, ky diametër është deri në 500 μm.
Formimi dhe lëvizja e një filmi të karburantit. film Numri i formuar duke injektuar benzinë varet nga nozzles vend instalimin, avionëve në varg, përsosuri e atomization, dhe kur injeksion shpërndarë në çdo cilindër - nga momenti ajo fillon. Praktika tregon se për çdo metodë për të injektuar peshën filmit e deri në 60 ... 80% të karburantit të furnizuar të përgjithshëm.
Avullimi i karburantit. Sidomos filmi avullohet nga sipërfaqja e valvulës së marrjes. Megjithatë, kohëzgjatja e avullimit është i vogël, kështu që kur injektohet shpërndarë në pjatë e valvulave marrjes dhe motor në mbyt të plotë para se të hyjnë në cilindër avullohet vetëm 30-50% e dozës së ciklit të karburantit.
Me injektimin e shpërndarë në muret e kanalit të hyrjes, koha e avullimit rritet për shkak të shpejtësisë së ngadaltë të filmit dhe pjesa e karburantit të avulluar rritet në 50-70%. Sa më i lartë të jetë shpejtësia e rotacionit, aq më pak kohëzgjatja e avullimit, dhe kështu pjesa e benzinës së avulluar gjithashtu zvogëlohet.
Ngrohja e gypave të marrjes me injeksion të shpërndarë nuk është e këshillueshme, sepse ajo nuk mund të përmirësojë ndjeshëm formimin e përzierjes.
Përbërja e pabarabartë e përzierjes përgjatë cilindrave. Në motorët me injektim të shpërndarë, pabarazia e përbërjes së përzierjes përgjatë cilindrave varet nga cilësia e prodhimit (identitetit) të injektorëve dhe dozës së karburantit të injektuar. Zakonisht, kur shpërndarja e injektimit, pabarazia e përbërjes së përzierjes është e ulët. Vlera e saj më e madhe është në doza minimale ciklike (në veçanti, me shpejtësi boshe) dhe mund të arrijë ± 4%. Kur motori është në punë me ngarkesë të plotë, pabarazia e përzierjes nuk tejkalon ± 1.5%.
9. Kërkesat për proceset e formimit të përzierjes në motorët me naftë. Karakteristikat e procesit dhe injektimit në motorët me naftë.
Përzierja në motorët me naftë kryhet në fund të goditjes së compressionit dhe fillimin e ciklit të zgjerimit. Procesi vazhdon për një kohë të shkurtër, që korrespondon me rrotullimin 20-60 ° të boshtit. Ky proces në naftë ka karakteristikat e mëposhtme:
- përzierja ndodh brenda cilindrit dhe kryhet kryesisht gjatë injektimit të karburantit;
- në krahasim me motorin e karburatorit, kohëzgjatja e formimit të përzierjes është disa herë më e vogël;
- Një përzierje e djegshme, e përgatitur në kushte të kohës së kufizuar, karakterizohet nga një heterogjenitet i madh, dmth. shpërndarja e pabarabartë e karburantit në vëllimin e dhomës së djegies. Së bashku me zonat me përqendrim të lartë të karburantit (me vlera të vogla të raportit të tepërt të ajrit lokal), ka zona me përqendrim të ulët të karburantit (me vlera të mëdha α). Kjo rrethanë parashikon nevojën për të djegur karburant në cilindra të motorëve me naftë me një faktor relativisht të madh total të ajrit të tepërt a\u003e 1.2.
Prandaj, ndryshe nga motori i karburatorit, i cili ka kufij të ndezshëm të përzierjes së djegshme, α nuk karakterizon kushtet e ndezjes së karburantit në naftë. Ignition në naftë është praktikisht e mundur për çdo vlerë totale të α, sepse Përbërja e përzierjes në zona të ndryshme të dhomës së djegies (CS) varion nga një gamë e gjerë. Nga zero (për shembull, në fazën e lëngshme të pikave të karburantit) deri në pafundësi ¾ jashtë rënies, ku nuk ka karburant.
Përzierje në motorët me naftë, Në motorët me naftë, përgatitja e një përzierjeje të djegshme zhvillohet brenda një cilindri në një periudhë të shkurtër kohe nga 0.003 në 0.005 sekonda. Gjatë kësaj kohe duhet të arrihet atomizimi i mirë, avullimi dhe përzierja, dhe një shpërndarje uniforme e karburantit në të gjithë dhomën e djegies.
Për karburantet me naftë gjatë operimit kërkohen kërkesa të ngjashme, si për gazolinat. Megjithatë, një numër kërkesash specifike mund të dallohen prej tyre, për shkak të veçantive të formimit të përzierjes dhe ndezjes në motorët me naftë. Këto kërkesa janë në përgjithësi në ruajtjen e mëposhtme të rrjedhshmërinë dhe karburantit të veçantë viskozitet në temperaturë të ulët të mundshme në mënyrë që të sigurohet një furnizim të qëndrueshëm për cilindra motor formimit të mirë përzierje dhe Djegshmëri e karburantit në injektimit në dhomën e djegies.
Përbërja e pjesshme e karburanteve me naftë është një tregues i paqëndrueshmërisë së tyre. Në një motor diesel, avullimi i karburantit zhvillohet në një mjedis shumë të nxehtë të ajrit. Prandaj, pavarësisht shumë pak kohë për formimin e përzierjes, shumica e karburantit ka kohë të zhduket dhe të formojë një përzierje pune. Në të njëjtën kohë, fraksionet e karburantit me temperatura shumë të ulëta të distilimit nuk janë shumë të ndezshme. Prandaj, karburant dizel duhet të ketë një përbërje optimale të pjesshme, në mënyrë që të mos pengojë avullimin dhe të mos degradojë ndezshmerinë.
Në mënyrë që përzierja e punës të shpërndahet në mënyrë të barabartë dhe të shpejtë në të gjithë dhomën e djegies, është e nevojshme një penetrim i thellë i avionit të karburantit dhe spërkatjes së tij të mirë. Megjithatë, karburanti i imët i atomizuar depërton në ajrin e kompresuar të dhomës së djegies më keq, prandaj është e nevojshme të rritet presioni i injektimit të karburantit. Përveç kësaj, kur injektohet, karburanti duhet të përzihet mirë me ajrin, i cili mund të arrihet me një vorbull ajri të krijuar kur futet në cilindër dhe kur ngjitet. Në përputhje me këtë, metoda të ndryshme të formimit të përzierjes përdoren në motorët me naftë.
Dallimi në metodën e formimit të përzierjes në motorët e naftës dhe karburatorit gjithashtu ka një ndikim në dizajnin e ndryshëm të dhomave të djegies. Në motorët me naftë, forma e dhomës së djegies siguron një shpërndarje uniforme të përzierjes së punës në të gjithë dhomën dhe gjithashtu ndikon në cilësinë e përzierjes.
Për një\u003e 1, një përzierje e karburantit dhe ajrit quhet e varfëruar, meqë më shumë karburant mund të djegin në të. Përzierje të tilla përdoren në motorët me naftë për të siguruar plotësinë e djegies së karburantit. Për shkak të formimit të dobët të përzierjeve në këta motorë për një të vogël (tashmë në a = 1.1 ... 1.2) është e pamundur të sigurohet djegia e plotë e karburantit.
Zgjidhja e problemit u gjet në një mënyrë të thjeshtë. Për të përjashtuar vetë ndezjen e karburantit, së pari, në një makine për zgjerimin e motorit termik, ngjeshni përzierjen jo të ndezshme (përzierjen e lëndës djegëse-ajër) dhe ajrin. Në procesin e ngjeshjes, temperatura e ajrit rritet dhe në një moment në kohë bëhet më shumë se temperatura e vetë-ndezjes së karburantit, por në karburantin e makinës së zgjerimit ende nuk është në dispozicion. Në momentin që pistoni afrohet TDC, karburanti është injektuar në cilindrin e makinerisë së zgjerimit, e cila ndez nga ajri shumë i nxehtë. Për të injektuar lëndë djegëse në cilindrin e makinës për zgjerim, ajo është ngjeshur në një pompë të veçantë. Presioni i karburantit në pompë duhet të tejkalojë presionin e ajrit në cilindrin e makinerisë së zgjerimit, pasi vetëm në këtë rast karburantit do të rrjedhë në cilindër. Kur karburanti hyn në cilindrin e makinerisë së zgjerimit, ajo mbulohet me një pajisje speciale të quajtur hundë. Gjatë procesit të spërkatjes, avulli i karburantit është grimcuar në grimcat më të vogla. Sa më shumë grimca, aq më e madhe është zona e kontaktit të tyre me ajrin, e cila është shumë e nxehtë kur ngjesh. Shkalla e avullimit të tyre varet nga zona e kontaktit të grimcave me ajër. Për djegie të shpejtë të karburantit duhet të konvertohet në një gjendje të gaztë (avull) dhe të përzihet shpejt me ajrin. Kështu, në këtë rast, përzierja e djegshme përgatitet brenda cilindrit të makinerisë së zgjerimit, kështu që këta motorë quhen motorë me djegie të brendshme ose motorë dizel. Në to, djegja e karburantit është disi më e ngadalshme se sa në motorët me formimin e përzierjes së jashtme (motorët benzinë). Kjo bën të mundur që në disa përafrime të konsiderohen ciklet e motorëve të tillë si të afërta me një cikël të idealizuar me një proces të përzier të furnizimit të energjisë termike me trupin e punës.
10. Fazat e procesit të djegies në motorë.
Në procesin normal në motorët me përzierje shkëndijë ndezjen djegies mund të ndahet kushtimisht në tre faza e parë - primar, gjatë së cilës me djegie vatër të vogla të shkaktuara në mes elektrodave të plug, ajo është transformuar gradualisht në një flakë të zhvilluar para trazuar dytë - faza kryesore flaka shumimin e tretë - faza pas përzierjes. Nuk është e mundur të tërheqësh një kufi të mprehtë ndërmjet fazave individuale të djegies, meqë ndryshimi në natyrën e procesit ndodh gradualisht.
11. Shkatërrimi i shpërthimit dhe shkaqet e saj po shkaktojnë.
Djegija e shpërthimit më së shpeshti ndodh kur zgjedhja e gabuar e benzinës për motorët me raport të lartë të kompresimit. Gjatë shpërthimit të shpërthimit, frontet e flakëve përhapen me shpejtësi, duke arritur në 1500 ... 2000 m / s. Që dhomën e djegies është hapësirë e vogël, valët elastike DetoNation përsëritur grevë dhe të reflektojnë nga muret e dhomës së djegies, e cila shkakton karakteristikë për metalike shpërthimit trokitur. Reflektimi i valëve të goditjes pengon procesin normal të djegies, shkakton dridhje të pjesëve të motorrit, duke rezultuar në një rritje të dukshme të veshin. Gazrat e shkarkimit fitojnë një ngjyrë të errët, ndonjëherë të zezë, i. shpërthimi shton djegien e paplotë të karburantit.
12. Ndikimi i faktorëve të operimit dhe regjimit në procesin e djegies në naftë.
) Faktorët që ndikojnë në fazat e procesit të djegies
Faktorët që ndikojnë në të gjitha fazat e procesit të djegies, dhe veçanërisht në periudhën ndezjen vonesë τ unë mund të ndahet në fiziko-kimike, strukturore dhe operative.
K faktorë fiziko-kimikë përfshijnë vetitë fizike dhe përbërjen kimike të presionit karburantit dhe ajrit temperatura e ngarkimit, koncentrim oksigjenit dhe gazin e mbetur në dhomën e djegies, karburantit në prani të katalizatorët në formën e aditivëve, permiresues djegies. Vetitë fiziko-kimike të karburantit gjejnë shprehjen e tyre në numrin e cetanit. Sa më i lartë numri i cetanit, aq më i lartë përqendrimi i oksigjenit dhe sa më i ulët përmbajtja e gazit, aq më pak periudha e vonesës së ndezjes së ndezjes. Në prani të katalizatorëve që promovojnë djegies, dhe gjithashtu me presion të dhomës së djegies rrit temperaturën dhe τ i është ulur gjithashtu, që e bën procesi i djegies është i "butë", ngurtësia e ΔP punës / Δφ dhe presioni maksimal P z rënie.
Ndër kryesore faktorë konstruktivëNdikuar në procesin e ndezjes dhe djegies përfshijnë compression ratio ε, dizajn dhomën e djegies, dizajn karburantit pajisjet injeksion, materiale pistoni dhe natyrën e ftohjes së saj.
Rritja në ε rrit presionin P c dhe temperaturën T c në fund të kompresionit, e cila zvogëlohet τ i. Megjithatë, siç u diskutua më herët, me rritjen e P c, rritet P z, gjë që rrit tensionin mekanik të pjesëve të motorit.
djegie dizajn dhomë dhe pajisjet e injektimit të karburantit, përcakton cilësinë e përzierjen - përsosuri dhe uniformitetin e atomization karburantit, avullimit të tij, uniformitetin e përzierjes së grimcave karburantit dhe ajrit rreth vëllimit të dhomës së djegies, - të përcaktojnë intensitetin e nxehtësisë për lëndë djegëse dhe ndezjen periudhë vonesë τ i. Çdo përmirësim në cilësinë e përzierjes zvogëlon rënie në τ i P Z, ΔP / Δφ dhe reduktimin e IV-fazor (pas-djegies).
Në të njëjtin drejtim ndikon praninë e pistonëve të pakontrolluar dhe linings on pistons. Në pistonët e gize, koeficienti i përçueshmërisë termike është më i ulët se ai i aluminit; kështu që temperatura e sipërfaqes së tyre është më e lartë. Motorë 2-stroke diesel dhe rritur 4-stroke është e nevojshme, megjithatë, të kujdeset për të mos rritur temperaturën e pistonit, dhe rrëshqitje e saj. Pistonët zakonisht ftoheshin nga nafta ose uji, gjë që rrit periudhën τ i.
Pajisjet e ndërtimit element karburantit jo vetëm që përcakton cilësinë e formimit të përzierjes dhe përmes carburetion - cilësisë së djegies. Një ndikim të madh në ligjin faza djegie bën procesin injeksion karburantit - pesha apo vëllimi shpërndarjen e karburantit të furnizuar në cilindër në kohën (q ose kënd maniak (φ), shih figurën më poshtë ..). Gjëra të tjera janë të barabarta, ligji i injektimit përcaktohet nga shpejtësia e karburantit të injektuar.
Zakonisht të kërkojë për të kryer injeksionin me rritjen e shpejtësisë në mënyrë që të zvogëlojë performancës dinamike ciklit P Z dhe ΔP / Δφ, si dhe përdorimin më efikas të ngarkuar ajrit ndodhet në "qoshet" e largëta të dhomës së djegies (pjesën e fundit të karburantit që ka një shpejtësi maksimale, për të depërtuar në më kënde të largëta). Parametrat dinamikë të ciklit do të jenë më pak, sasia më e vogël e karburantit do të furnizohet gjatë kohës τ i.
Ndërmjet faktorë operacionalë mund të përfshijë karburantit e furnizimit të kohës kënd φ kohëzgjatje injeksion bp φ n, gjendja aktuale teknike e pajisjeve të injektimit të karburantit, organet e furnizimit me ajër dhe flowpath.
Furnizimi me lëndë djegëse kënd koha faktor φ BP është më fleksibël, duke lejuar në operacion për të ndikuar në natyrën e procesit të djegies. Furnizimi herët paraprakisht kur injeksion kryhet në një temperaturë të ulët ngjeshur në krye cilindër rrit τ I, e cila e rrit P Z, ΔP / Δφ (shih. Fig. Më poshtë kurbë 1). ushqim vonë (kurbë 3) të shpie në një linjë transferimit per procesin e djegies djegurit, rritja e presionit dhe temperatura e gazit të shkarkimit, i cili rrit temperaturën e grupit cilindër dhe redukton efikasitetin termike.
Rritja e kohëzgjatjes së injektimit të karburantit φ n "nën kushte operimi është një mjet për rritjen e fuqisë së motorit të naftës. Nëse ushqim paraprakisht vazhdimisht, pastaj me rritjen φ n kohëzgjatja relative e III-IV-s, dhe të dyta rritet faza djegie, rritjen temperaturën e gazrave rrit temperaturën e murit cilindrik. Kështu efikasiteti termike mund të rritet nëse rritja relative në fuqi neto të ardhura ngrohje relative transmetohet burimi më i madh i ftohtë (entrained me gazrat).
Çdo përkeqësim i gjendjes teknike të pajisjeve të karburantit, organet e furnizimit ajror dhe flowpath ajrit - clogging nozzles ose zjarri nebulizer rri gjilpërë hundë, zhvillimi i vrimave grykë, një rritje e rezistencës hidraulike flowpath uljen e efikasitetit dhe kapaciteteve turbocharger - përfundimisht çon në përkeqësimin e procesit të djegies, transferimi djegie në vijën e rimbushjes, duke reduktuar efikasitetin termik dhe mbinxehjen e grupit cilindër-pistoni.
13. Zbatimi i injektimit të benzinës. Parimi i dozimit të karburantit kur injektohet.
përzierja e ajrit karburantit (përzierje TV) furnizohet nga carburetor me cilindra të motorit me djegie të brendshme (ICE) përgjatë gjatësisë tub të konsum i shumëfishtë. Gjatësia e këtyre tubave deri te cilindra të ndryshme të motorit ndryshon, dhe në kolektor kanë ngrohje pabarabartë e mureve, madje edhe në një motor ngrohur-up plotësisht.
Kjo çon në faktin se nga një përzierje homogjene të një TV-të ngritur në carburetor, akuzat karburant-ajër janë formuar pabarabartë në cilindra të ndryshme të motorit me djegie të brendshme. Si rezultat, motori nuk i jep fuqinë e llogaritur, uniformitetin humbet çift rrotullues, konsumin e karburantit dhe sasinë e substancave të dëmshme në shter rritje të gazit. Është shumë e vështirë për të luftuar këtë fenomen në motorët e karburatorit. Ajo duhet gjithashtu të theksohet se carburetor modern funksionon në parimin e spërkatje në të cilën atomization zhvillohet në lumë benzinë në cilindra ajrit futje.
Në të njëjtën kohë, formohen mjaft pika të mëdha të karburantit, të cilat nuk sigurojnë një përzierje cilësore të benzinës dhe ajrit. përzierjen e varfër dhe pika të mëdha të benzinës lehtësojnë vendoseshin në muret e konsum i shumëfishtë dhe në muret e cilindrit gjatë përzierjes TV konsum. Por të detyruar spërkatje benzinë nën presion me anë të kalibruar hundë injeksion karburantit të grimcës mund të jetë shumë më e vogël në krahasim me llak e karburantit gjatë rrafshimi. Veçanërisht në mënyrë efektive, benzina mbulohet me një rreze të ngushtë nën presion të lartë.
Ajo është gjetur se kur spërkatje karburantit në grimca me një diametër më pak se 15 ... 20 mikron e saj përzierjen me oksigjenin në ajër nuk është si grimca të matjes dhe në nivel molekular. Kjo e bën përzierje TV më rezistente ndaj ndryshimeve të temperaturës në cilindër dhe presionit dhe futje shumëfishtë e tubave të gjatë, i cili promovon më të plotë djegien e saj. Kështu lindi ideja e zëvendësimit të inercinë mekanike spërkatje nozzles carburetor inertialess qendrore injeksion hundë (FVC), e cila hapet për një kohë të paracaktuar nga sinjal elektrik impuls nga njësia e kontrollit të automatizimit elektronike.
Në këtë rast, përveç atomization cilësor dhe përzierjen efikas të karburantit me ajrin, ajo është e lehtë për të marrë një saktësi më të lartë të dozimin në përzierjet televizive në të gjitha mënyrat e mundshme të akullit. Kështu, nëpërmjet përdorimit të një sistemit të furnizimit me karburant me motorë injektimit të karburantit të makinave bashkëkohore nuk kanë të meta sipër motorët carbureted, dmth ata janë më të efektshme, të ketë më të lartë çift rrotullues densitet të energjisë, qëndrueshmëri është mbajtur gjatë një gamë të gjerë të shpejtësi, dhe emetimi i substancave të dëmshme në atmosferë me gazrat është minimizuar.
Sistemet e Injektimit të Karburanti
Sistemi i hekurudhave të përbashkëta
Sistemi i injektimit të hekurit Common Rail është një sistem modern i injektimit të karburantit për motorët me naftë.
Funksionimi i sistemit të hekurudhave Komon bazohet në furnizimin e karburantit me injektorët nga akumulatori i përbashkët i presionit të lartë - hekurudha e karburantit. Sistemi i injektimit u zhvillua nga specialistë të Bosch.