Consum specific specific de combustibil echivalent. Consum specific de combustibil eficient

EFICIENT POWER.

Puterea recepționată în cilindrii motorului este transmisă arborelui cotit prin intermediul roții manivelei. Transferul de energie este însoțit de pierderi mecanice, care constau în pierderi prin frecare pe pistoane pe pereții cilindrului, lagărele arborilor cotiți, mecanismul de sincronizare, precum și mecanismele atașate la pierderile de motor și pompele (în cazul motoarelor cu combustie internă în 4 timpi).

Puterea netă dezvoltată de motor pe flanșa arborelui cotit dată consumatorului se numește puterea efectivă (Ne), care va fi mai mică decât indicatorul prin cantitatea de pierderi mecanice consumate la frecare și acționarea mecanismelor montate. apoi,

unde, N m este puterea pierderilor mecanice.

MEDIUL PRESIUNE EFECTIVĂ.

În determinarea puterii efective, se introduce conceptul de presiune medie efectivă (p e), care este exprimat ca:

p e = p i ∙ η m

Știm ce este p i; în mod similar cu cele de mai sus, se poate concluziona că presiunea medie efectivă este mai mică decât presiunea medie a indicatorului prin valoarea pierderii medii de presiune mecanică, adică

Apoi, înlocuind valoarea p e pentru formula de putere a indicatorului în loc de p i, obținem N e = 52,3 D 2 ∙ p e ∙ C m ∙ i [el.s.]

Folosind formula, găsiți diametrul cilindrului D = √ (Ne / 52,3 ∙ Pe ∙ C m ∙ z)

Cuplul - este interconectat cu puterea efectivă și caracterizează sarcina motorului Me = 716.2 Ne / n [kg / m]

Puterea efectivă depinde de un număr de parametri:

p e ∙ F ∙ S ∙ n ∙ k ∙ z

Nu = ----- [ehp],

Pe baza acestei dependențe, sunt construite grafice care arată relația dintre putere și parametrii care o definesc. Astfel de imagini sunt denumite caracteristici ale motorului. Există caracteristici de viteză, sarcină și șuruburi.

Consumul de carburant pe oră este măsurat în [kg / h] și este folosit pentru raționarea și raportarea combustibilului (GH).

Specific numit consumul orar de combustibil, referit la unitatea de putere efectivă. GCH

g e = - [g / hp ∙ oră]

Relația dintre consumul specific de combustibil și eficiența eficientă este stabilită de formula 632

g e = - [g / hp ∙ oră]

Comparați valorile consumului specific de combustibil:

viteză redusă ICE g e = 0,141-0,165 [kg / els cu h]

viteză medie ICE g e = 0,150-0,165 [kg / els ∙ h]

motoare cu ardere internă de mare viteză g e = 0,165-0,180 [kg / els ∙ h]

MODELURI ȘI METODE DE CREȘTERE A PUTERII ICE.

Creșterea puterii motorului cu combustie internă se poate realiza în următoarele moduri:

1. o creștere a dimensiunii cilindrilor (diametrul - D, cursa - S) sau numărul de cilindri (z), în timp ce se măresc dimensiunile totale ale motorului;

2. prin creșterea vitezei de rotație (viteza de rotație - n), reducând în același timp durata de viață a pieselor deoarece viteza de creștere a inerției;

3. trecerea de la ICE în 4 timpi la ICE în 2 timpi;

4. motor supraalimentat, adică alimentarea cu aer a cilindrilor sub presiune, ceea ce vă permite să ardeți mai mult combustibil. Cu toate acestea, supraîncărcarea mecanică permite creșterea puterii cu deteriorarea indicatorilor economici și a turbinei cu gaz - pentru a crește puterea în timp ce reducerea sau chiar cu o anumită îmbunătățire a indicatorilor economici, de exemplu,

η e = ↓ η i η m, dar

(1 / ε k), apoi cu η m = f (n), atunci n =

η = Ni / Ni = (Ni-Nm) Ni = 1- (Nm / Ni)

Turbina cu turbină cu supraalimentare a motoarelor cu combustie internă în 4 timpi a fost ușoară deoarece cilindrul este umplut și curățat în timpul trecerilor "pompei", iar canalele de aspirație și evacuare nu sunt aproape comunicate. Presiunea aerului de încărcare poate fi mai mare sau mai mică decât presiunea de evacuare.

În cazul ICE în 2 timpi, presiunea aerului de încărcare trebuie să fie mai mare decât presiunea de la capătul evacuării libere. În acest scop, puterea gazelor turbinei trebuie realizată pentru a asigura presiunea de presiune. Emisia de gaze arse mai devreme cu o presiune mai mare a gazelor și reducerea echipamentului. Drept urmare, datorită arderii pe linia de expansiune, temperatura gazelor și energia lor cinetică vor fi mai mari. În plus, raportul de compresie (E) scade în mașinile de înaltă performanță. Acest lucru se face pentru a reduce PC și Pz și pentru a preveni creșterea încărcăturilor mecanice.

Toate acestea conduc la o deteriorare accentuată a indicatorilor indicatori:

iCE cu supraalimentare g i = 125-138 g / ls ∙ h;

pentru motoarele cu ardere internă fără presiune g i = 118-120 g / ls h.

Conservarea sau chiar îmbunătățirea indicatorilor eficienți se realizează datorită unei creșteri accentuate a eficienței mecanice. Se mărește deoarece pierderile mecanice la viteze constante nu cresc, deoarece N m = f (n) ≈ const.

TERMIC, INDICATOR, EFICIENT, EFICIENȚĂ MECANICĂ.

Definirea eficienței termice a fost dată mai devreme. Să o adăugăm puțin.

Eficiență termică  se numește raportul de căldură, transformat în muncă utilă, la toată căldura furnizată.

Eficiența termică caracterizează gradul de utilizare a căldurii în orice proiect al unui motor termic și, prin urmare, ia în considerare numai pierderea de căldură în timpul îndepărtării în frigider. Apoi, formula de eficiență termică poate fi scrisă într-o formă convenabilă pentru calcule:

1 λ ∙ ρ k ~ 1

t = 1 -. -----

e k ~ 1 λ-1 + k ∙ λ (ρ-1)

Eficiența termică crește odată cu creșterea raportului de compresie, cu creșterea indexului adiabatic k și cu creșterea presiunii (gradul de creștere a presiunii λ).

Eficiența termică scade cu creșterea pre-expansiune ρ.

Eficiența indicatorilor  este raportul dintre cantitatea de căldură transferată la activitatea indicatorului (Q ​​i) și cantitatea totală de căldură consumată pentru obținerea acestei lucrări (costul Q). η i = Q Q / Q mash (η i = 0,42-0,53).

η i = --- --- ---, unde

Gch ∙ Q r n g i ∙ Q r n

632 - echivalent termic de 1 h. Ora [kcal]

Gch - consumul orar de carburant;

Q p n - valoarea calorică netă a combustibilului.

Această eficiență caracterizează pierderile de căldură cu gazele de evacuare, cu apă de răcire, precum și pierderile rezultate din arderea incompletă a combustibilului. Aceasta ia în considerare întreaga cantitate de pierderi de căldură în timpul ciclului. Acest lucru este în plus față de căldura care părăsește gazele de evacuare, pierderile datorate prezenței schimbului de căldură, combustia incompletă a combustibilului, rata insuficient de mare de ardere a combustibilului. O creștere a proporției de căldură care părăsește pereții cilindrului și cu gaze de eșapament, o creștere a arderii incomplete afectează eficiența indicatorului. Cu o creștere a coeficientului de aer în exces, eficiența indicatorului crește ca regulă.

În diesels η i ≈ 0.4-0.5

Eficiență eficientă  se numește raportul dintre cantitatea de căldură consumată pe munca utilă a motorului (Qe), la toată cantitatea de căldură furnizată (Q).

Se iau în considerare atât pierderile termice, cât și cele mecanice.

632 Ne 36 ∙ 10 5

η е = ----, ή η е = ---

Q r n ∙ G Q Q r n ∙ g e

Relația dintre eficiență este exprimată ca ηηe = η i ∙ η m

Diagrama arată graficele modificării eficienței în funcție de sarcină la n = const. (Η)

0 25 50 75 100 (Ne%)

Comparați motorina cu alte motoare termice pentru valori efective de eficiență: motoare cu ardere internă cu viteză mică η = 0,42-0,39 turbine cu gaz ηe = 0,42-0,31

motoarele cu ardere internă cu viteză medie η = 0,42-0,37 motoarele cu abur η е<0.20

multiturn ICE ηε = 0,42-0,31 turbine cu abur ηe\u003e 0,30

carburatoare cu motor cu ardere internă η е = 0,20-0,28

Prin urmare, datorită consumului specific de căldură, motorina este cea mai economică. (ηe = 0,35-0,42). Cu toate acestea, în cazul instalațiilor cu turbine cu abur, se utilizează combustibil ieftin și, cu atât mai multă putere, cu atât mai mică este diferența dintre costurile pentru motoarele diesel și turbinele cu abur. Și deoarece turbinele au un număr de avantaje față de motoarele diesel, ele sunt folosite mai des la putere mare. Diesel își păstrează competitivitatea în instalații de până la 45.000 CP

Eficiență mecanică  se numește raportul dintre puterea efectivă și indicatorul sau puterea pierderilor mecanice.

η m = Ne / Ni sau η m = p e / p i

Eficiența mecanică indică faptul că o parte a puterii indicatorului, care ar fi de dorit să se transforme într-o muncă utilă eficientă. Această eficiență ia în considerare:

Pierderile de frecare ale pieselor mobile depind de: materiale, calitatea construcției, prelucrarea și asamblarea pieselor, viteza de deplasare a componentelor individuale, presiunea în interfețe (mai mult de jumătate din aceste pierderi sunt cheltuite pentru cuplarea unui piston cu manșon), calitatea uleiului etc. ;

- pierderi de "pompare". În cazul motoarelor cu ardere internă în 4 timpi, pierderile de "pompare" includ costurile de energie pentru depășirea rezistențelor la curățarea cilindrilor din produsele de ardere. Acestea depind de momentul deschiderii supapelor de admisie și evacuare (vezi diagrama de sincronizare circulară). Deschiderea ulterioară a supapei de admisie va reduce presiunea de aspirație. Cu o deschidere târzie a prizei - presiunea de eliberare va fi mai mare. În ambele cazuri, zona de muncă negativă crește. Puterea folosită în cursul de "pompare", cu supraîncărcare, se poate transforma într-o muncă utilă. (Una dintre modalitățile de creștere a eficienței.)

Pierderea costurilor de energie ale mecanismelor de acționare montate pe mecanismele motorului (caracterizează raționalitatea proiectului);

Pentru a reduce pierderile mecanice, este necesar să se mențină și să se mențină motorul în stare tehnică bună. Mențineți toate autorizațiile necesare în instrucțiunile recomandate de producător, alegeți calitatea și gradul adecvat de lubrifianți. Respectați condițiile de temperatură corespunzătoare, reglarea încărcării pe cilindri, temperatura apei, uleiul, curățenia distribuitorului etc.

Valorile eficienței mecanice.

În 2 timpi ICE în 4 timpi ICE

fără presurizare η m = 0,75-0,85 fără presurizare η m = 0,75-0,85

supraalimentat η m = 0,86-0,93 cu supraalimentare η m = 0,85-0,95

OPERAȚIUNEA ICE

INFLUENȚA CONDIȚIILOR METEOROLOGICE PRIVIND LUCRĂRILE DE DIESEL.

Cu o schimbare a condițiilor atmosferice normale (temperatura t = 20 ° C, presiunea barometrică P bar = 760 mm Hg, umiditatea relativă φ = 70%) există o schimbare în sarcina de masă a aerului în cilindru, și anume: încărcarea de masă scade odată cu creșterea temperaturii aer, la scăderea presiunii barometrice, la creșterea umidității relative a aerului. Cu aceasta:

1 scade presiunea medie a indicatorului p i;

2 scade coeficientul de aer excedent α;

3 temperatura de evacuare a gazelor este crescută;

4 crește părțile de solicitare a căldurii CPG;

5 putere redusă a motorului.

Odată cu creșterea temperaturii aerului care intră în cilindri, scade gradul de încărcare a aerului și, prin urmare, coeficientul de aer în exces. Aceasta duce la o deteriorare a arderii combustibilului și la creșterea consumului acestuia. Reducerea p i, și, prin urmare, puterea motorului. Datorită creșterii temperaturii încărcării aerului, temperatura gazelor de eșapament va crește și, prin urmare, temperatura medie a ciclului și solicitarea de căldură a motorului vor crește.

Pentru a evita supraîncărcarea termică a motorului, este necesar să controlați funcționarea acestuia prin presiunea maximă de ardere (Pz) și prin temperaturile gazelor de eșapament, împiedicându-le creșterea peste valorile nominale.

Pentru a îmbunătăți parametrii, este necesar să se reducă alimentarea cu combustibil pe ciclu. Acest lucru determină o scădere a lui p i o scădere a turațiilor axului elicei atunci când se lucrează la o articulație de mare viteză și, prin urmare, o scădere a vitezei vasului. În practica de funcționare a motoarelor principale, se consideră că atunci când temperatura aerului crește cu 10 ° C, este necesar fie să se reducă viteza de rotație cu 2%, fie să se reducă pasul șurubului cu 3%.

La creșterea umidității aerului, conținutul de aer uscat în cilindri scade. Acest lucru se modifică de asemenea (α). Ca urmare, condițiile de combustie se vor înrăutăți și acest lucru va duce, de asemenea, la o scădere a p i și, în consecință, la puterea motorului. Temperatura gazului va crește ușor, ceea ce va duce la supraîncărcarea motorului.

În plus, influența umidității contribuie la schimbările de putere și la apariția coroziunii în buteliile motorului, în special atunci când se lucrează la combustibili cu sulf. Prin urmare, este necesar să se asigure că nu sunt create condiții de rouă în calea de admisie. Punctul de rouă pentru fiecare motor diesel suprapus și răcitorul de aer este indicat în pașaport și în forma sa.

CARACTERISTICILE ICE.

Utilizarea completă a motoarelor diesel pe nave este una din sarcinile principale ale mecanicii navelor. Este important ca motorul să funcționeze la o putere care să nu depășească capacitățile sale reale. Pentru a rezolva corect această problemă, este necesar să cunoaștem caracteristicile unui motor diesel și elementele de bază ale interacțiunii sale cu un consumator de energie. Modul de funcționare a unui motor diesel se caracterizează printr-un set de parametri: putere, economie, viteză, sarcini termice și mecanice. Performanțele motoarelor sunt divizate în mod convențional în:

1) energia - Ni, Ne, Me, p i, p e, n;

2) economic - G, g e, ε, (i);

3) funcționare - presiune și temperatură, fixate de dispozitivele standard, precum și un număr parametrii suplimentari, oferind posibilitatea de a judeca stresul termic și mecanic al motorului.

Stresul termic  - direct proporțional cu sarcina, caracterizată printr-o presiune medie a indicatorului sau poziția șinei de pompare a carburantului. Temperaturile gazelor de eșapament (Tw), apei (Tw) și uleiurilor (Tm) sunt monitorizate. Recent, în condiții de navă, se măsoară temperatura bucșelor din partea superioară a cilindrilor și în zona ferestrelor de purjare, precum și partea inferioară a lagărelor pistonului și a cadrului.

Stres mecanic  - al cărui principal criteriu este presiunea maximă de combustie a combustibilului (Pz) și forța de inerție a masei în mișcare (Pj).

Dacă în timpul funcționării unui motor diesel parametrii săi rămân constanți, atunci modul este numit constant. Trecerea de la o staționare la alta poate să apară spontan sub influența condițiilor de deplasare; automat - sub influența autorității de reglementare; sau manual - de impactul operatorului asupra controlului pompei de cale ferată.

Cu un timp suficient de expunere între moduri, puteți obține un set de moduri staționare, interconectate printr-o schimbare obișnuită a parametrilor motorului.

Setul de moduri staționare, prezentat sub formă de dependențe analitice, tabulare sau grafice pe parametrul principal, pre-selectat, se numește caracteristica motorului diesel. În același timp, dacă se ia o sarcină ca parametru principal, atunci caracteristica se numește sarcină, iar dacă viteza de rotație, atunci caracteristica se numește viteză.

CARACTERISTICI DE CARCASE.

Dependența parametrilor motorului de sarcina sa la viteză constantă se numește caracteristica de sarcină. Variabila independentă este Ne sau p e, sau o anumită relație, de exemplu p e / p e. Pe axa y, toți parametrii de interes sunt amânați. De exemplu, luăm în considerare caracteristica g e = f (Ne).

Caracteristicile de încărcare, luate la viteze diferite, nu coincid una cu cealaltă. Prin urmare, în funcționare, sunt construite grafice de caracteristici combinate, conform cărora este ușor de determinat valoarea oricărui parametru corespunzător unei sarcini date și unei frecvențe de rotație.

Motoarele principale, cu transmisie directă pe șurub și având un regulator cu toate modurile, funcționează în anumite condiții (când sarcina pe șuruburi se schimbă în apă puțin adâncă, pe rotiri etc.) în funcție de caracteristica de încărcare, dacă poziția comenzilor regulatorului rămâne neschimbată.

Din grafic vedem că la o viteză dată (n = const) minimul consum specific consumul de combustibil pentru încărcare completă de ≈90%. Din păcate, motorul nu poate funcționa în mod constant în acest mod, deoarece încărcarea navei și condițiile de mediu se schimbă de asemenea (adâncimea canalului, direcția și forța vântului, curenții, etc.) Dar este necesar să se ia în considerare acest lucru și, dacă este posibil, să se lucreze la o astfel de putere.

Situația este mai simplă cu încărcarea generatoarelor diesel. Caracteristica de sarcină la viteza nominală (n nom) reflectă aproximativ funcționarea acesteia pe generator.

CARACTERISTICILE VITEZEI.

Caracteristica de viteză - dependența parametrilor motorului de frecvența rotirii acestuia. În funcție de condițiile în care sunt obținute, caracteristicile de viteză sunt împărțite în extern, șurub  și restrictiv.

În fig. este prezentată o imagine generală a caracteristicilor de viteză, unde, prin modificarea cantității de combustibil furnizat, obținem diferite rotații și valorile corespunzătoare ale parametrilor selectați (DV 6 × 25/34).

Ph.D. AM Kuznetsov, Institutul de Inginerie Electrică din Moscova (TU)

Consumul specific de combustibil de referință pentru producerea și furnizarea energiei termice din centralele de cogenerare pentru furnizarea de energie termică către consumatori este un indicator important al funcționării CHP.

În manualele cunoscute tuturor inginerilor energetici, sa propus anterior metoda fizică de separare a consumului de combustibil în producerea de căldură și de energie la centralele de cogenerare. De exemplu, în manualul E.Ya. Sokolova "Rețele de căldură și căldură" oferă o formulă pentru calcularea consumului specific de combustibil pentru producerea de căldură la centralele de cogenerare:

bt = 143 / ηcc = 143 / 0.9 = 159 kg / Gcal, unde 143 este cantitatea de echivalent carburant, kg în cazul arderii care eliberează 1 Gcal de energie termică; η κ. c - Eficiența cazanului centralei electrice ținând seama de pierderea de căldură în liniile de abur dintre camera cazanului și camera mașinii (valoarea este de 0,9). Și în manualul V.Ya. Ryzhkina "Centrale termice" în exemplul de calcul al designului termic al unei instalații turbine T-250-240 a stabilit că consumul specific de combustibil pentru generarea energiei termice este de 162,5 kg ff / Gcal.

În străinătate, această metodă nu este utilizată, iar în țara noastră, începând cu anul 1996, a început să se aplice o altă metodă mai avansată și mai proporțională a ORGRES în RAO "UES-ul Rusiei". Dar această metodă oferă, de asemenea, o supraestimare semnificativă a consumului de combustibil pentru generarea de căldură la CHP.

Cel mai corect calcul al costului combustibilului pentru producerea de căldură la centralele de cogenerare este dat de metoda eficienței de selecție, prezentată mai detaliat în articol. Calculele efectuate pe baza acestei metode arată că consumul de combustibil pentru generarea energiei termice în centralele de cogenerare cu turbine T-250-240 este de 60 kg / Gcal, iar la centralele de cogenerare cu turbine T-110 / 120-12.8-5M - 40 , 7 kg / Gcal.

Luați în considerare metoda de eșantionare a eficienței pe baza exemplului CCGT CHP cu turbină cu abur T-58 / 77-6.7. Principalii indicatori de funcționare a unei astfel de turbine sunt prezentate în tabel, din care este clar că modul de funcționare la mijlocul iernii este generator de căldură, iar modul de vară este condensat. În partea superioară a tabelului, în ambele moduri, toți parametrii sunt aceiași. Diferența se manifestă numai în selecție. Acest lucru vă permite să efectuați cu încredere calculul consumului de combustibil în modul de extragere a căldurii.

Turbina cu abur T-58 / 77-6.7 este proiectată să funcționeze ca parte a unui circuit CCP-230 cu două circuite la o centrală termică și electrică din cartierul Molzhaninovo din Moscova. Încărcarea de căldură - Q r = 586 GJ / h (162,8 MW sau 140 Gcal / oră). Modificarea puterii electrice a unității turbine în timpul trecerii de la generarea de căldură la modul de condensare este:

N = 77,1-58,2 = 18,9 MW.

Eficiența selecției se calculează după următoarea formulă:

ηt = N / Q r = 18,9 / 162,8 = 0,116.

Cu aceeași sarcină termică (586 GJ / h), dar cu generare separată de energie termică în cazanul de încălzire centrală, consumul de combustibil va fi:

BK = 34,1 .Q / ηр к = 34,1,586 / 0,9 = 22203 kg / h (158,6 kg / Gkal), unde 34,1 este cantitatea de combustibil echivalent, kg, energie termică; η рк. - Eficiența unei case centrale cu generare separată a energiei electrice (se presupune valoarea de 0,9).

Consumul de combustibil în sistemul de alimentare cu energie electrică pentru producerea de căldură la centralele de cogenerare, luând în considerare eficiența selecției:

unde η kc. - Înlocuirea cazanului cu eficiență KES; ηο - coeficientul de eficiență al unității de înlocuire CPS; cu e. - Eficiența rețelelor electrice în transmiterea energiei electrice de la înlocuirea KES.

Economie de combustibil în producția combinată de căldură și energie electrică în comparație cu cazanul de încălzire centrală: В = В к-В т = 22203-7053 = 15150 kg / h.

Consumul specific de combustibil de referință pentru producerea energiei termice prin metoda eficienței de selecție: b t = V t / Q g = 7053/140 = 50,4 kg / Gcal.

În concluzie, trebuie remarcat faptul că metoda eficienței selecției este fundamentată științific, că ia în considerare în mod corect procesele care apar în sistemul de alimentare în condiții de încălzire, este ușor de utilizat și poate găsi cea mai largă aplicație.

literatură

1. Ryzhkin V.Ya. Centrale termice. M.-L .: Energie, 1967. 400 p.

2. Sokolov E.Ya. Rețele de încălzire și încălzire. M .: Energoizdat, 1982. 360 p.

3. Kuznetsov A.M. Compararea rezultatelor separării consumului de combustibil pentru energia electrică și termică furnizată de centralele de cogenerare prin diverse metode. 2006. Nr. 7. P. 21.

4. Kuznetsov A.M. Economie de combustibil la transformarea turbinelor în modul de generare a căldurii // Energetik. 2007. Nr. 1. S. 21-22.

5. Kuznetsov A.M. Economie de combustibil pe bloc cu turbina T-250-240 și performanța lucrărilor sale // Economisirea energiei și tratarea apei. 2009. Nr. 1. p. 64-65.

6. Kuznetsov A.M. Calculul economiei de combustibil și a performanței turbinei T-110 / 120-12,8-5M // Economie de energie și pregătire de apă. 2009, pag. 42-43.

7. Barinberg GD, Valamin AE, Kultyshev A.Yu. Turbine cu abur a CJSC UTZ pentru proiectele promise CCGT // Ingineria termica. 2009. № 9. S. 6-11.

Valoarea consumului specific poate fi definită ca normativă (prin calcule tehnologice adecvate) sau în conformitate cu datele contabilității și raportării unei întreprinderi cu privire la costurile materialelor și producției, adică ca realitate.
Consumul specific de material pentru producerea unei unități de producție poate fi împărțit în elemente și prezentat sub forma unei diagrame (figura 12.2).
Fig. 12.2. Structura consumului specific de material
Un studiu statistic al factorilor care determină modificarea consumului specific, este recomandabil să se efectueze următoarele grupuri integrate:
a) consum util. Sub aceasta înțelegem masa netă, volumul etc. ca parte a unui produs adecvat. Consumul util poate fi determinat prin desene de lucru, hărți de proces și alte documentații tehnologice;
b) deșeurile și pierderile în timpul procesării. Definită ca diferența dintre cantitățile de materiale plasate în producție și materialele conținute în produsele valabile și respinse;
c) pierderile din căsătorie. Luați egal cu masa netă (volumul) produselor respinse. Aceste pierderi sunt luate în considerare în valoarea reală a costurilor unitare din toate motivele posibile (utilizarea materiilor prime de calitate slabă, încălcarea tehnologiei de prelucrare, erorile lucrătorilor, utilizarea unui instrument inutilizabil etc.). Pentru organizarea rațională a producției, studiul cauzelor apariției unei căsătorii este de importanță practică, deoarece vă permite să luați măsuri specifice pentru a reduce sau elimina complet căsătoria.
Există trei domenii principale de economii de materiale datorită reducerii costurilor specifice: îmbunătățirea designului produselor, reducerea deșeurilor în timpul procesării (pentru
prin utilizarea tehnologiei mai avansate) și eliminarea căsătoriei.
Managerii unei întreprinderi de producție ar trebui să monitorizeze în mod sistematic conformitatea cu standardele și dinamica (modificarea în timp) a costurilor unitare reale, deoarece costurile materiale reprezintă, în multe cazuri, o pondere semnificativă din costurile totale de producție și, prin urmare, influențează activ marjele de profit.
Monitorizarea respectării standardelor și a dinamicii reale a costurilor unitare se realizează utilizând indicii obținuți. În procesul de calculare a indicilor, pot fi întâlnite patru cazuri.

1. Un tip de material este cheltuit pentru producerea unui tip de produs (de exemplu, consumul de minereu de fier pentru topirea fierului).

Calculul conform formulei specificate are loc în întreprinderile producătoare de produse omogene.

1. Un tip de material este folosit pentru producerea mai multor tipuri de produse (de exemplu, consumul de oțel pentru fabricarea de arbori, unelte și alte produse). În acest caz, se calculează indicele agregat al consumului specific:

1. 5000 + 25,2-5000 611000

1. 5000 + 25,0-5000 "625 000" "ИШ"

1. Diferitele tipuri de materiale cheltuiesc pentru producerea unui tip de produs (de exemplu, consumul de fier și oțel
   turnarea, laminarea metalelor feroase și a materialelor plastice pentru fabricarea tractoarelor). Indicele compozit al consumului specific de materiale în acest caz se calculează prin formula

1. Diferite tipuri de materiale sunt cheltuite pentru producerea diferitelor tipuri de produse (de exemplu, consumul de oțel, cupru și alte materiale pentru producerea de motoare electrice, generatoare electrice etc.). Acesta este cel mai general caz în care indicele compozit al consumului specific de materiale poate fi calculat numai pe baza evaluării lor monetare, dar luând în considerare volumele de producție efectiv produse pentru fiecare tip. Formula pentru indicele agregat al costurilor unitare este după cum urmează:

Consumul eficient de combustibil specific cu puterea efectivă cunoscută Ne și consumul de combustibil GT se determină prin formula:

g e = 10 3 G t / N e

Unitate de măsură a consumului specific de combustibil specific: g / (kWh).

Când motorul funcționează cu combustibil lichid, relația dintre g e și n e este după cum urmează:

n e = 3,6 10 3 / (g eQn)

Pentru motoarele care funcționează în mod nominal, valorile efective ale eficienței se încadrează în următoarele limite: pentru motoarele cu carburator 0,25 ... 0,33; pentru motoare diesel 0,35-0,4. Valoarea consumului efectiv specific de carburant este: pentru motoarele cu carburant 300 ... 370 g / (kWh); pentru motoare diesel cu camere de combustie nedistate 245 ... 270 g / (kWh).

4. Cuplul și puterea efectivă.

5. Eficiența mecanică, impactul asupra modului de funcționare a acesteia, alegerea uleiului de motor, a condițiilor tehnice și termice ale motorului.

Eficiență mecanică

Eficacitatea mecanică nm - un indicator estimat al pierderilor mecanice în motor:

nm = LeLi = pe / pi = Me / Mi = Ne / Ni.

Când motoarele de automobile funcționează în modul nominal, valoarea este în limitele următoare: pentru motoarele cu carburator în patru timpi 0,7 ... 0,85; pentru motoarele în patru timpi, cu aspirație naturală 0,7 ... 0,82, cu supraalimentare 0,8-0,9; pentru motoarele cu gaz 0,75 ... 0,85; pentru motoarele diesel în doi timpi de mare viteză, 0,7-0,85.

6. Balanța termică exterioară a motorului. Componentele balanței de căldură.

Eficiența transformării căldurii de combustie a combustibilului în muncă utilă într-o centrală termică este estimată folosind echilibrul termic energetic. Căldura eliberată în timpul arderii combustibilului se transformă parțial într-o muncă eficientă utilă pe arborele motorului. O mare parte din acestea sunt îndepărtate cu gazele de evacuare, transferate către sistemul de răcire, mediul înconjurător etc. și anume este în sus pierdere de căldură.

Se numește distribuția căldurii eliberate în timpul arderii combustibilului pentru o funcționare eficientă și pentru anumite tipuri de pierderi de căldură echilibru termic.

Există echilibru termic extern și intern.

Distribuția căldurii eliberate în timpul combustiei combustibilului pe componentele principale, determinată experimental de așa-zisa performanță externă a motorului (puterea efectivă, temperatura apei, uleiului etc.), se numește echilibru termic extern.

Distribuția căldurii eliberate de către combustibilul de ardere a combustibilului la componentele principale, a căror definiție este asociată cu cunoașterea indicatorilor indicatori (interni) ai motorului obținuți din diagramele indicator, se numește echilibrul termic intern.

Compilarea balanței de căldură, ca etapă finală de calcul, are următorul scop:

Primul este  Acesta este un calcul al pierderilor de căldură. Cunoscând pierderea de căldură, puteți schița modalitățile de a le reduce prin utilizarea noilor tehnologii și a principiilor de recuperare a căldurii. Ca urmare a utilizării pierderilor de căldură, este posibilă proiectarea unei instalații cu o eficiență mai mare decât eficiența motorului însuși;

În al doilea rând -este că cunoașterea pierderilor de căldură oferă baza pentru proiectarea sistemelor auxiliare ale motorului (apă, ulei și alte sisteme) și evaluează eficiența acestora. De exemplu, temperatura gazului de eșapament este determinată din balanța de căldură necesară pentru calculul și proiectarea unui turbocompresor (cu turbină cu gaz și combinat cu supraalimentare). Astfel, compilarea echilibrului termic are o importanță practică imediată;

În al treilea rând -pur calculat. Compilarea balanței de căldură vă permite să controlați corectitudinea calculelor. Consumul de căldură trebuie să fie egal cu sosirea. Dacă soldul nu se converge, atunci acest lucru indică un calcul greșit.

7. Conceptul procesului de schimbare a gazelor. Fazele distribuției gazelor.

Caracteristicile proceselor de schimb de gaze. Schimb de gaz  se numește setul de procese de eliberare și admitere, asigurând schimbarea fluidului de lucru.

Calitatea curățării cilindrului de gazele de eșapament și eficiența umplerii acestuia cu o încărcare nouă determină performanța fluxului de lucru al motorului. În ciclul actual, începutul și sfârșitul proceselor de schimbare a gazului (intrare și ieșire) nu corespund începutului și sfârșitului ciclurilor de admisie și evacuare.

Procesele de schimbare a gazului sunt interconectate unele cu altele și au un impact semnificativ asupra altor procese care apar în ciclul actual. De exemplu, crearea unei mișcări direcționale de încărcare în cilindru prin profilarea și poziționarea canalelor de admisie în capul cilindrului contribuie la îmbunătățirea formării amestecului și a arderii.

Pentru a îmbunătăți eficiența schimbului de gaze, este necesar să se asigure cea mai mare posibilitate de trecere a zonelor de curgere ale supapelor f, cm2, denumită "secțiune temporală". Din punct de vedere grafic, reprezintă aria de sub curba zonei actuale de curgere a supapei dintre punctele moarte ca funcție de timp.

Activitatea de schimb de gaze (pierderile de pompare) în motoarele fără presurizare și presurizarea turbinelor cu gaz este negativă. Atunci când se utilizează un compresor de acționare, operațiunea de schimbare a gazului este pozitivă, însă costurile sale pentru creșterea vitezei de antrenare cresc.

Faza de distribuție a gazelor  - Aceasta este perioada de la momentul deschiderii supapelor până la momentul închiderii lor, exprimată în grade de rotație a arborelui cotit și marcată în funcție de punctele inițiale sau finale ale curselor corespunzătoare.

Sarcina mecanismului de distribuție a gazelor este de a asigura cea mai mare eficiență a umplerii și curățării cilindrului în timpul funcționării motorului. Eficiența motorului, puterea și cuplul dezvoltat depind de cât de bine este aleasă temporizarea supapelor.

8. Cerințe privind procesul de amestecare a motoarelor pe benzină (dozarea combustibilului, separarea și omogenizarea amestecului).

Sub amestecare în motoare cu scânteie de aprindere  implică un complex de procese interdependente care însoțesc dozarea combustibilului și aerului, atomizarea și evaporarea combustibilului și amestecarea acestuia cu aerul. Mixarea de înaltă calitate reprezintă o condiție necesară pentru obținerea unei performanțe înalte, economice și de mediu a motorului.

Cursul proceselor de amestecare depinde în mare măsură de proprietățile fizico-chimice ale combustibilului și de modul de alimentare a acestuia. În motoarele cu amestecare externă, procesul de amestecare începe în carburator (duză, mixer), continuă în galeria de admisie și se termină în cilindru.

După ce jetul de combustibil scapă de atomizatorul de carburant sau duza, jetul începe să se prăbușească sub influența forțelor de tracțiune aerodinamică (datorită diferenței dintre viteza aerului și a combustibilului). Finețea și uniformitatea atomizării depind de viteza aerului din difuzor, viscozitatea și tensiunea superficială a combustibilului. La pornirea motorului carburatorului cu temperatura relativ scăzută a atomizării combustibilului, practic nu există combustibil și până la 90% sau mai mult din combustibil intră în cilindri în stare lichidă. Ca rezultat, pentru a asigura o pornire fiabilă, este necesar să se mărească semnificativ alimentarea ciclică a combustibilului (aduce α la valori ≈ 0,1-0,2).

Procedeul de pulverizare a fazei lichide a combustibilului are loc, de asemenea, în secțiunea de admisie a supapei de admisie și cu clapeta deschisă complet deschisă, în spațiul format de aceasta.

Unele dintre picăturile de combustibil, purtate de fluxul de aer și vapori de combustibil, continuă să se evapore, iar altele - depuse sub forma unui film, nu pereții camerei de amestecare, galeria de admisie și canalul din capul cilindrului. Sub acțiunea unei forțe tangențiale din interacțiunea cu fluxul de aer, filmul se deplasează spre cilindru. Deoarece vitezele amestecului de aer-combustibil și picăturile de combustibil diferă ușor (cu 2-6 m / s), rata de evaporare a picăturilor este scăzută. Evaporarea de pe suprafața filmei se desfășoară mai intens. Pentru a accelera procesul de evaporare a filmului, galeria de admisie este încălzită în motoarele cu carburator și cu injecție centrală.

Rezistența diferită a ramurilor galeriei de admisie și distribuția inegală a filmului în aceste ramificații conduc la o compoziție inegală a amestecului în cilindri. Gradul de compoziție neuniformă a amestecului poate ajunge la 15-17%.

Atunci când combustibilul se evaporă, procesul de fracționare continuă. Mai întâi, fracțiunile de lumină se evaporă și cele mai grele intră în cilindru în faza lichidă. Ca urmare a distribuției inegale a fazei lichide în cilindri nu poate fi doar un amestec cu un raport diferit de combustibil-aer, dar și combustibili cu compoziție fracționată diferită. În consecință, numărul octanic al combustibilului amplasat în diferite cilindri va fi inegal.

Calitatea amestecului se îmbunătățește cu creșterea vitezei de rotație n. Impact negativ deosebit al filmului asupra performanței motorului în condiții tranzitorii.

Compoziția inegală a amestecului în motoarele cu injecție distribuită este determinată în principal de identitatea injectorilor. Gradul de neuniformitate al compoziției amestecului este ± 1,5% atunci când se lucrează la răspunsul de viteză extern și ± 4% la turația de mers în gol, cu o viteză minimă de rotație nx.x.min.

Atunci când se injectează combustibil direct în cilindru, sunt posibile două metode de amestecare:

- obținerea unui amestec omogen;

- cu stratificare de încărcare.

Punerea în aplicare a celei de-a doua metode de amestecare implică dificultăți considerabile. Punerea în aplicare a celei de-a doua metode de amestecare implică dificultăți considerabile.

În motoarele cu gaz cu amestecare externă, combustibilul este introdus în curentul de aer într-o stare gazoasă. Valoarea scăzută a punctului de fierbere, valoarea ridicată a coeficientului de difuzie și cantitatea semnificativ mai mică de aer necesară pentru combustie (de exemplu, 58,6 pentru benzină, 9,52 (m3 aer) / (m3 de combustibil) pentru benzină) asigură un amestec combustibil aproape omogen. amestecul în cilindri mai uniform.

1.1 Amestecarea cu carburație

Pulverizarea combustibilului. După ce jetul de combustibil părăsește pulverizatorul de carburant, începe să se dezintegreze. Sub acțiunea forțelor aerodinamice (viteza aerului este semnificativ mai mare decât viteza combustibilului), jetul se împarte în filme și picături de diferite diametre. Diametrul mediu al picăturilor la ieșirea din carburator poate fi considerat aproximativ egal cu 100 microni. Îmbunătățirea atomizării mărește suprafața totală a picăturilor și contribuie la evaporarea lor mai rapidă. Creșterea vitezei aerului în difuzor și reducerea vâscozității și a raportului tensiune superficială a combustibilului îmbunătățește finețea și uniformitatea atomizării. Când porniți motorul carburatorului, practic nu există atomizare a combustibilului.

Formarea și mișcarea filmului de combustibil. Sub acțiunea fluxului de aer și a forțelor gravitaționale, câteva picături sunt depuse pe pereții carburatorului și ale galeriei de admisie, formând un film de combustibil. Pelicula de combustibil este afectată de forțele de aderență cu peretele, de forța tangențială din partea fluxului de aer, de presiunea statică diferențială în jurul perimetrului secțiunii, precum și de tensiunea gravitațională și de suprafață. Ca rezultat al acțiunii acestor forțe, filmul capătă o traiectorie complexă de mișcare. Viteza mișcării sale este de câteva zeci de ori mai mică decât debitul amestecului. Cea mai mare cantitate de film se formează la sarcină maximă și viteză redusă atunci când viteza aerului și finețea atomizării combustibilului sunt mici. În acest caz, cantitatea de film la ieșirea din conducta de admisie poate ajunge până la 25% din consumul total de combustibil. Natura raportului dintre stările fizice ale amestecului combustibil depinde în mare măsură de caracteristicile de proiectare ale sistemului de injecție a combustibilului.

Evaporarea combustibilului. Combustibilul se evaporă de pe suprafața picăturilor și filmelor la temperaturi relativ scăzute. Picăturile se află în sistemul de admisie al motorului pentru aproximativ 0,002-0,05 s. În acest timp, numai cei mai mici au timp să se evapore complet. Ratele scăzute de evaporare a picăturilor sunt determinate în principal de mecanismul molecular al transferului de căldură și de masă, deoarece cele mai multe ori picăturile se mișcă cu un flux ușor de aer. Prin urmare, evaporarea picăturilor este influențată în mod semnificativ de finețea atomizării și de temperatura inițială a combustibilului, dar efectul temperaturii fluxului de aer este nesemnificativ.

Pelicula de combustibil este suflat intens de un curent. În același timp, schimbul de căldură cu pereții tractului de admisie are o mare importanță pentru evaporarea sa, prin urmare, cu injecție centrală și carburare, conducta de admisie este de obicei încălzită de fluidul de răcire al motorului sau de gazul de eșapament. În funcție de designul traseului de admisie și modul de funcționare a motorului carburatorului și cu injecție centrală la ieșirea din galeria de admisie, conținutul amestecului combustibil de vapori de combustibil poate fi de 60-95%. Procesul de evaporare a combustibilului continuă în cilindru în timpul ciclurilor de admisie și de compresie. La începutul combustiei, combustibilul se evaporă aproape complet.

Astfel, în timpul modurilor de pornire la rece și încălzire, atunci când temperaturile combustibilului, suprafețele traseului de admisie și aerul sunt scăzute, evaporarea benzinei este minimă, modul de pornire nu are aproape nici o atomizare, condițiile de formare a amestecului sunt extrem de nefavorabile.

Compoziția neuniformă a amestecului în cilindri. Datorită rezistenței inegale a ramurilor tractului de admisie, umplerea cilindrilor individuali cu aerul poate fi diferită (cu 2-4%). Distribuția combustibilului în cilindrii motorului carburatorului poate fi caracterizată de o neregularitate mult mai mare, în principal datorită distribuției inegale a filmului. Aceasta înseamnă că compoziția amestecului în cilindri nu este aceeași. Se caracterizează prin gradul de compoziție neuniformă a amestecului:

unde αi este coeficientul de aer în exces în i cilindru; α este valoarea medie a raportului de exces de aer al amestecului preparat de carburator sau injectorul injecției centrale.

Dacă, Di\u003e 0, înseamnă că amestecul din acest cilindru este mai sărac decât motorul ca întreg. Valoarea α este cea mai ușor de determinat prin analiza compoziției gazelor de eșapament provenind de la cilindrul i. Gradul de compoziție neuniformă a amestecului cu un design nereușit al tractului de admisie poate atinge 20%, ceea ce agravează în mod semnificativ performanța economică, de mediu, de putere și de alte motoare. Compoziția neuniformă a amestecului depinde, de asemenea, de modul de funcționare al motorului. Pe măsură ce crește frecvența n, atomizarea și evaporarea combustibilului se îmbunătățesc și, prin urmare, inegalitatea compoziției amestecului scade (figura 2a). Formarea de amestec se îmbunătățește și cu sarcina descrescătoare, care, în special, are ca rezultat o scădere a gradului de neuniformitate a compoziției amestecului (figura 2b).

Când se produce amestecarea, benzina este fracționată. În acest caz, în primul rând, fracțiunile ușoare se evaporă (au un număr octanic mai scăzut), în timp ce în picături și film sunt predominant medii și grele. Ca urmare a distribuției neuniforme a fazei lichide a combustibilului în cilindri, acesta nu poate fi doar un amestec cu diferite α, dar compoziția fracționată a combustibilului (și, prin urmare, numărul său octanic) poate fi, de asemenea, neuniformă. Acest lucru este valabil și pentru distribuția aditivilor pe benzină, în special antideton, peste butelii. Datorită caracteristicilor de mai sus ale formării amestecului, un amestec intră în cilindrii motoarelor carburatoare, care diferă, în general, în compoziția combustibilului și numărul său octanic.

Modificarea gradului de neuniformitate a compoziției amestecului pentru 1, 2, 3 și 4 cilindri în funcție de frecvența de rotație n (accelerația completă) (a) și sarcina (n = 2000 min-1) (b)

1.2 Amestecarea cu injecție centrală și distribuită a combustibilului

Injectarea combustibilului în comparație cu carburizarea asigură:

1. Creșterea raportului de umplere datorită scăderii rezistenței aerodinamice a sistemului de admisie în absența unui carburator și preîncălzirea aerului de admisie datorită lungimii mai scurte a tractului de admisie.

2. Distribuirea mai uniformă a combustibilului în buteliile motorului. Diferența dintre coeficientul de aer în exces în cilindri la injectarea combustibilului este de 6-7%, iar în timpul carburării, 20-30%.

3. Posibilitatea creșterii raportului de compresie cu 0,5-2 unități cu același număr de cifru octanic ca rezultat al scăderii încălzirii încărcăturii proaspete la intrare, distribuție mai uniformă a combustibilului în cilindri.

4. Creșterea indicatorilor de energie (Ni, Ne etc.) cu 3-25%.

5. Îmbunătățirea accelerației motorului și a pornirii mai ușoare.

Luați în considerare procesele de amestecare cu injecția centrală în același mod în care aceste procese au loc în motorul carburatorului și notați principalele diferențe dintre aceste procese.

Pulverizarea combustibilului. Sistemele cu carburant de alimentare cu injecție sub presiune crescută, ca de obicei, în galeria de admisie (injecție centrală) sau canalele de admisie din capul cilindrului (injecție distribuită) (fig.1b, c).

Pentru sistemele de injecție centrală și distribuită, pe lângă parametrii enumerați, finețea atomizării depinde, de asemenea, de presiunea de injecție, de forma orificiilor duzei și de debitul de benzină din ele. În aceste sisteme, duzele electromagnetice sunt utilizate pe scară largă, la care combustibilul este furnizat sub o presiune de 0,15-0,4 MPa, care asigură picături cu un diametru mediu de 50-400 μm, în funcție de tipul de duze (jet, pin sau centrifugal). Cu carburare, acest diametru este de până la 500 microni.

Formarea și mișcarea filmului de combustibil. Cantitatea de film formată în timpul injecției de benzină depinde de locația de instalare a duzei, de gama jetului, de finețea atomizării și de injecția distribuită în fiecare cilindru din momentul în care acesta începe. Practica arată că, prin orice metodă de organizare a masei de injectare a filmului, este de până la 60 ... 80% din cantitatea totală de combustibil furnizat.

Evaporarea combustibilului. Filmul este evaporat în mod special din suprafața supapei de admisie. Cu toate acestea, durata acestei evaporări este mică, prin urmare, prin injecția distribuită a unei supape de admisie pe placă și a motorului care funcționează cu alimentarea completă cu combustibil, numai 30-50% din doza ciclului de combustibil se evaporă înainte de a intra în cilindru.

Prin injecția distribuită pe pereții canalului de admisie, timpul de evaporare crește datorită vitezei reduse a filmului, iar proporția de combustibil evaporat crește la 50-70%. Cu cât este mai mare viteza de rotație, cu atât mai scurtă este timpul de evaporare, ceea ce înseamnă că proporția de benzină evaporată scade.

Încălzirea galeriei de admisie cu injecție distribuită nu este recomandată, deoarece nu poate îmbunătăți considerabil amestecul.

Compoziția neuniformă a amestecului în cilindri. Pentru motoarele cu injecție distribuită, compoziția inegală a amestecului din cilindri depinde de calitatea producției (identitatea) injectorilor și de doza de combustibil injectat. De obicei, cu injecție distribuită, inegalitatea compoziției amestecului este mică. Valoarea sa cea mai mare are loc la doze ciclice minime (în mod special, la modul inactiv) și poate atinge ± 4%. Când motorul funcționează la sarcină maximă, inegalitatea amestecului nu depășește ± 1,5%.

9. Cerințe privind procesul de amestecare în motoarele diesel. Procesul și caracteristicile injectării în motoarele diesel.

Amestecarea în motoarele diesel se efectuează la sfârșitul cursei de compresie și la începutul cursei de expansiune. Procesul continuă pentru o perioadă scurtă de timp, corespunzând unei rotații de 20-60 ° a arborelui cotit. Acest proces în motorină are următoarele caracteristici:

- amestecarea are loc în interiorul cilindrului și se desfășoară în principal în procesul de injecție a combustibilului;

- În comparație cu motorul carburatorului, durata formării amestecului este de câteva ori mai scurtă;

- amestecul combustibil preparat într-un timp limitat, caracterizat printr-o eterogenitate mare, adică distribuția neuniformă a combustibilului în volumul camerei de ardere. Pe lângă zonele cu concentrație mare de combustibil (cu valori mici ale coeficientului local local de exces de aer), există zone cu concentrație scăzută de combustibil (cu valori mari de α). Această circumstanță determină nevoia de combustie a combustibilului în cilindrii motoarelor diesel cu un factor de exces relativ mare de aer a\u003e 1,2.

Prin urmare, spre deosebire de motorul carburatorului, care are limitele de inflamabilitate ale amestecului combustibil, în motorul diesel α nu se caracterizează starea de aprindere a combustibilului. Inflamația într-un motor diesel este practic posibilă pentru orice valoare totală a α, deoarece Compoziția amestecului în diferite zone ale camerei de ardere (CS) variază într-o gamă largă. De la zero (de exemplu, în faza lichidă a picăturilor de combustibil) până la infinit ¾ în afara picăturii în care nu există combustibil.

Amestecarea în motoarele diesel În cazul motoarelor diesel, prepararea unui amestec combustibil are loc în interiorul cilindrului într-o perioadă scurtă de timp de la 0,003 până la 0,005 secunde. În acest timp trebuie să se realizeze o bună pulverizare, evaporare, amestecare și distribuție uniformă a combustibilului în întregul volum al camerei de ardere.

Pentru combustibilii diesel în timpul funcționării, există cerințe similare ca și pentru benzină. Cu toate acestea, o serie de cerințe specifice se pot distinge de acestea, datorită caracteristicilor formării amestecului și aprinderii la motoarele diesel. Aceste cerințe în formă generală sunt următoarele: menținerea fluidității și a unei anumite vâscozități a combustibilului la temperaturi cât mai scăzute, pentru a asigura alimentarea sigură a cilindrilor motorului, formarea bună a amestecului și inflamabilitatea combustibilului atunci când este injectat în camera de combustie.

Compoziția fracționată a combustibililor diesel este un indicator al volatilității lor. Într-un motor diesel, evaporarea combustibilului are loc în aer foarte cald. Prin urmare, în ciuda timpului prea scurt de amestecare, cea mai mare parte a combustibilului are timp să se evapore și să formeze un amestec de lucru. În același timp, fracțiile de combustibil cu temperaturi de distilare foarte scăzute nu se aprind bine. Prin urmare, combustibil diesel  ar trebui să aibă o compoziție fracționată optimă, astfel încât să nu împiedice evaporarea și să nu afecteze inflamabilitatea.

Pentru ca amestecul de lucru să fie distribuit uniform și rapid în interiorul camerei de ardere, este necesară penetrarea profundă a jetului de combustibil și pulverizarea fină. Cu toate acestea, combustibilul pulverizat fin penetrează mai rău în aerul comprimat al camerei de ardere, deci este necesară creșterea presiunii de injecție a combustibilului. În plus, atunci când este injectat, combustibilul trebuie să se amestece bine cu aerul, ceea ce se poate realiza prin turbulența aerului creată atunci când intră în cilindru și în timpul compresiei. În conformitate cu aceasta, în motoarele diesel se folosesc diferite metode de amestecare.

Diferența dintre metoda de amestecare a motoarelor diesel și a carburatorului are și un impact asupra performanțelor diferite ale camerelor de combustie. La motoarele diesel, forma camerei de ardere asigură o distribuție uniformă a amestecului de lucru în întreaga cameră și, de asemenea, afectează calitatea formării amestecului.

Atunci când o\u003e 1, amestecul de combustibil și aer se numește sărăcit, deoarece în ea o cantitate mai mare de combustibil poate arde. Astfel de amestecuri sunt utilizate în motoare diesel pentru a asigura combustia completă a combustibilului. Datorită amestecării slabe în aceste motoare cu un a (mic) (deja cu a = 1.1 ... 1.2) este imposibil să se asigure combustia completă a combustibilului.

A fost găsită o soluție la această problemă. într-un mod simplu. Pentru a exclude auto-aprinderea combustibilului, mai întâi în motorul de expansiune al motorului termic, nu este amestecul combustibil (amestecul de combustibil și aer) care este comprimat, ci aer. În timpul compresiei, temperatura aerului crește și la un moment dat devine mai mare decât temperatura de autoaprindere a combustibilului, dar nu există încă combustibil în aparatul de extindere. În momentul pistonului care se apropie de TDC, combustibilul este injectat în cilindrul mașinii de expansiune, care este aprins de aer puternic încălzit. Pentru injecția de combustibil în cilindrul mașinii de extindere, aceasta este comprimată într-o pompă specială. Presiunea combustibilului din pompă trebuie să depășească presiunea aerului din cilindrul mașinii de extindere, deoarece numai în acest caz ar putea curge combustibil în cilindru. Când combustibilul intră în cilindrul mașinii de expansiune, este pulverizat cu ajutorul unui dispozitiv special, numit duza. În procesul de pulverizare, jetul de combustibil este zdrobit în particule mici. Cu cât sunt mai mari particulele, cu atât este mai mare zona contactului lor cu aerul, care este foarte fierbinte în timpul compresiei. Rata de evaporare depinde de zona de contact a particulelor cu aerul. Pentru arderea rapidă a combustibilului, acesta trebuie transformat într-o stare gazoasă (vapori) și amestecat rapid cu aer. Astfel, în acest caz, amestecul combustibil este preparat în interiorul cilindrului mașinii de extindere, astfel încât aceste motoare sunt denumite motoare cu formarea amestecului intern sau motoare diesel. În acestea, arderea combustibilului este oarecum mai lentă decât în ​​cazul motoarelor cu formare de amestec extern (motoare pe benzină). Acest lucru permite într-o anumită aproximație să se considere ciclul unor astfel de motoare cât mai aproape de ciclul idealizat, cu un proces mixt de furnizare a energiei termice la fluidul de lucru.

10. Fazele procesului de ardere în motoare.

În procesul normal în motoarele cu amestec de combustie cu aprindere prin scânteie pot fi împărțite în mod condiționat în trei faze ale primului - primar, în timpul căreia mici vatra de ardere cauzate între electrozii bujiei, se transformă treptat într-o flacără turbulent frontal dezvoltat doua - faza principală de propagare a flăcării a treia - faza arderea amestecului. Pentru a face o margine ascuțită între fazele individuale de combustie nu este posibilă, deoarece schimbarea naturii procesului are loc treptat.

11. Arderea detonării și cauzele acesteia.

Arderea detonării apare cel mai frecvent atunci când alegerea greșită a benzinei pentru motoarele cu un grad ridicat de compresie. În timpul arderii detonate, viteza de propagare a frontului flacării crește brusc, ajungând la 1500 ... 2000 m / s. Deoarece spațiul camerei de ardere este mic, undele de detonare elastice bate în mod repetat și sunt reflectate de pereții camerei de ardere, ceea ce provoacă un impact metalic caracteristic detonării. Undele de șoc reflectate perturba procesul normal de ardere, determinând vibrațiile pieselor motorului, ceea ce duce la o uzură sporită semnificativă. Gazele de evacuare devin întunecate, uneori negre, adică când detonarea crește combustia incompletă a combustibilului.

12. Influența factorilor operaționali și operaționali asupra procesului de combustie într-un motor diesel.

A) Factorii care afectează faza procesului de combustie

Factorii care afectează toate fazele procesului de ardere și, în primul rând, pentru perioada de întârziere de autoinflație τ i, pot fi împărțite în fizică, chimică, structurală și operațională.

K fizice și chimice  Se pot menționa proprietățile fizice și compoziția chimică a combustibilului, presiunea și temperatura încărcăturii aerului, concentrația de oxigen și gazele reziduale din camera de ardere, prezența catalizatorilor în combustibil sub formă de aditivi care îmbunătățesc arderea. Proprietățile fizico-chimice ale combustibilului sunt exprimate în numărul cetanic. Cu cât este mai mare numărul cetanic, cu atât este mai mare concentrația de oxigen și cu cât este mai scăzut conținutul gazelor de eșapament, cu atât este mai scurtă perioada de auto-aprindere. În prezența catalizatorilor care stimulează arderea, precum și a creșterii presiunii și a temperaturii în camera de ardere, se diminuează, ceea ce face ca procesul de combustie să fie "mai moale", rigiditatea lucrării ΔP / Δφ și presiunea maximă P z să scadă.

La numărul de majore factori de proiectareinfluențând procesul de aprindere și combustie, se poate atribui gradul de compresiune ε, designul camerei de ardere, proiectarea echipamente de combustibil, materialul pistonului și natura răcirii acestuia.

Creșterea lui ε crește presiunea P c și temperatura T c la sfârșitul compresiei, ceea ce reduce τ i. Totuși, așa cum am menționat mai devreme, cu creșterea P c, P z crește, de asemenea, ceea ce mărește tensiunea mecanică a pieselor motorului.

ardere proiectare camera si echipament de combustibil, determină calitatea amestecării - finețea și uniformitatea pulverizării combustibilului, evaporarea ei, uniformitatea amestecare a particulelor de combustibil și aer în jurul volumului camerei de ardere, - determină intensitatea căldurii pentru perioada de întârziere de combustibil și aprindere τ i. Orice îmbunătățire a calității amestecării duce la o scădere a scăderii Δi, ΔP / Δφ și la reducerea fazei IV (ardere).

Prezența pistoanelor și a garniturilor pistonului răcite nu afectează aceeași direcție. În pistoanele de fier, coeficientul de conductivitate termică este mai mic decât cel al aluminiului; prin urmare, temperatura la suprafață este mai mare. În cazul motoarelor diesel în doi timpi și al motoarelor forțate în 4 timpi, însă, trebuie să aveți grijă nu la creșterea temperaturii pistonului, ci la scăderea acestuia. Pistoanele sunt de obicei răcite cu ulei sau apă, ceea ce mărește perioada τ i.

Proiectarea elementelor echipamentelor de combustibil determină nu numai calitatea amestecării și, prin amestecare, calitatea arderii. Legea injecției de combustibil are o mare influență asupra fazelor procesului de ardere - distribuția greutății sau a volumului de combustibil furnizat cilindrului în timp (sau unghiul arborelui cotit q (φ), vezi figura de mai jos). Alt lucru fiind egal, legea de injectare este determinată de viteza combustibilului injectat.

De obicei caută să efectueze injecție cu creșterea vitezei, în scopul de a reduce ciclul P z performanță dinamică și AP / Δφ, precum și utilizarea mai eficientă a tarifului aerian situat în „colțuri“ îndepărtate ale camerei de ardere (ultima porțiune de combustibil având o viteză maximă, pentru a pătrunde în cel mai colțuri îndepărtate). Indicatorii dinamici ai ciclului vor fi mai puțini, cu atât cantitatea de combustibil va fi mai mică în timpul timpului τ i.

Pentru numărul factori operaționali  poate fi atribuită unghiului de avans al combustibilului φ np, durata injecției φ p, starea tehnică actuală a echipamentului de combustibil, a autorităților de alimentare cu aer și a conductei de aer-gaz.

Unghiul de avans al combustibilului φ np este factorul cel mai flexibil care permite, în condiții de funcționare, să influențeze caracterul procesului de ardere. Prea devreme un avans de alimentare, atunci când injecția este efectuată la o temperatură scăzută comprimată în sarcina cilindrului, mărește τ i, ceea ce crește P z, ΔP / Δφ (vezi figura de mai jos, curba 1). Fluxul prea târziu (curba 3) duce la transferul procesului de ardere la linia de ardere, o creștere a presiunii și a temperaturii gazelor de eșapament, care mărește temperatura grupului cilindru-piston și reduce eficiența termică.

  Creșterea duratei de injecție a combustibilului φ p "în condiții de funcționare este un mijloc de creștere a puterii diesel. Dacă avansul alimentării este constant, atunci cu creșterea φp, durata relativă a treia și a patra fază a procesului de ardere crește, temperatura gazelor de evacuare crește, temperatura pereților cilindrilor crește. În acest caz, eficiența termică poate crește dacă creșterea relativă a puterii utile este mai mare decât creșterea relativă a căldurii transferată la sursa rece (transportată cu gazele de eșapament).

Orice deteriorare a stării tehnice a echipamentului combustibil, corpurile de alimentare cu aer și traseu de curgere a aerului - înfundarea duzelor sau foc nebulizator atârnă acul duzei, dezvoltarea găurilor de duză, o creștere a rezistenței hidraulice traseu de curgere scad randamentul și capacitatea turbocompresorului - în cele din urmă duce la deteriorarea procesului de ardere, transferul combustie la linia de post-combustie, eficiență termică scăzută și supraîncălzire a grupului cilindru-piston.

13. Aplicarea injecției de benzină. Principiul de măsurare a carburantului în timpul injecției.

Amestecul combustibil-aer (amestec TV) este livrat de la carburator la cilindrii motorului cu combustie internă (ICE) prin conductele lungi ale galeriei de admisie. Lungimea acestor conducte la diferitele cilindri ale motorului nu este aceeași, iar în colectorul însuși există o încălzire inegală a pereților, chiar și pe un motor complet încălzit.

Aceasta conduce la faptul că, dintr-un amestec omogen de televiziune creat în carburator, se formează diferite încărcături de combustibil pentru aer în cilindri diferiți ai unui motor cu combustie internă. Ca urmare, motorul nu renunță la puterea calculată, momentul de cuplu este pierdut, consumul de combustibil și cantitatea de substanțe nocive din gazele de eșapament cresc. Combaterea acestui fenomen în motoarele cu carburatoare este foarte dificilă. De asemenea, trebuie remarcat faptul că carburatorul modern funcționează pe principiul pulverizării, în care pulverizarea benzinei are loc într-un curent de aer aspirat în cilindri.

În același timp, se formează picături destul de mari de combustibil, ceea ce nu asigură amestecarea de înaltă calitate a benzinei și aerului. Amestecarea slabă și picăturile mari facilitează așezarea benzinei pe pereții galeriei de admisie și pe pereții cilindrilor în timpul aspirației amestecului TV. Dar, cu pulverizarea forțată a benzinei sub presiune printr-o duză calibrată a duzei, particulele de combustibil pot fi mult mai mici decât pulverizarea benzinei în timpul pulverizării. În mod special, benzina este pulverizată cu un fascicul îngust sub presiune înaltă.

Sa stabilit că atunci când se pulverizează benzina pe particule cu un diametru mai mic de 15 ... 20 microni, amestecarea sa cu oxigenul atmosferic nu are loc deoarece particulele sunt cântărite, dar la nivel molecular. Acest lucru face ca amestecul TV să fie mai rezistent la efectele căderilor de temperatură și de presiune din conducta cilindrului și a conductelor de admisie lungă, ceea ce contribuie la arderea sa mai completă. Așa că sa născut ideea de a înlocui jeturile de pulverizare cu inerție mecanică inerție cu o duză centrală de injectare fără inerție (DFV), care se deschide pentru o anumită perioadă de timp utilizând un semnal electric de control al impulsurilor de la o unitate de automatizare electronică.

În același timp, pe lângă pulverizarea de înaltă calitate și amestecarea efectivă a benzinei cu aerul, este ușor să se obțină o precizie mai mare a dozării lor în amestecul TV în toate modurile posibile de funcționare a motorului cu combustie internă. Astfel, prin utilizarea sistemului furnizarea de combustibil  combustibil injectat motoare moderne autoturisme  nu au dezavantajele de mai sus inerente carburatoare, Ie ele sunt mai economice, au o putere specifică mai mare, mențin un cuplu constante într-o gamă largă de frecvențe de rotație, iar emisia de substanțe nocive în atmosferă cu gaze de eșapament este minimă.

Sisteme de injecție a combustibilului

Dispozitiv de sistem injecție obișnuită  șină

Sistemul de injectare Common Rail  este un sistem modern de injecție cu motorină.

Funcționarea sistemului Komon Rail se bazează pe alimentarea cu combustibil a injectorilor din bateria comună. presiune ridicată  - feroviar de combustibil. Sistemul de injecție a fost dezvoltat de Bosch.