Читальный зал -->  Изменение энтропии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

с продуктами сгорания в атмосферу, загрязняя и ее, и окружающую среду (с травой газонов свинец может попасть в пищу скоту, оттуда - в молоко и т. д.). Поэтому потребление этого экологически опасного антидетонатора должно быть ограничено, и в ряде городов меры в этом отношении принимаются.

Для определения склонности данного топлива к детонации устанавливают режим, при котором оно (естественно, в смеси с воздухом) начинает детонировать н специальном двигателе со строго заданными параметрами. Затем на этом же режиме подбирают состав смеси изо-октана C:iHie (труднодетонирующего топлива) с Н-гептаном C7H16 (легкодето-нирующим топливом), при котором тоже возникает детонация. Процентное содержание изооктана в этой смеси называется октановым числом данного топлива и является важнейшей характеристикой топлив для карбюраторных двигателей.

Автомобильные бензины маркируют по октановому числу (АИ-93, А-76 и т.п.). Буква А обозначает, что бензин автомобильный, И - октановое число, определенное специальными испытаниями, а цифра после букв - само октановое число. Чем оно выше, тем меньше склонность бензина к детонации и тем выше допустимая степень сжатия, а значит, и экономичность двигателя.

У авиационных двигателей степень сжатия выше, поэтому октановое число авиационных бензинов должно быть не меньше 98,6. Кроме того, авиационные бензины должн!)! более легко испаряться (иметь низкую температуру кипения ) в связи с низкими температурами на больших высотах. В дизелях жидкое топливо испаряется в процессе горения при высокой температуре, поэтому испаряемость для них роли не играет. Однако при рабочей температуре (температуре окружающей среды) топливо должно быть достаточно жидкотекучим, т. е. иметь достаточно низкую вязкость. От этого зависит безотказная подача топлива к насосу и качество распыления его форсункой. Поэтому для дизельного топлива важна прежде всего вязкость, а также содержание серы (это связано с экологией). В маркировке дизельного

топлива ДА, ДЗ, ДЛ и ДС буква Д обозначает - дизельное топливо, следующая буква А - арктическая (темпер атура окружающего воздуха, при которо i применяется это топливо /о= - 30 °С), 3 - зимнее (<о = 0 - 30 °С), Л -,1етнее (о>0°С) и С - специальное, по1учае-мое из малосернистых нефтей {/о> >0°С).

21.3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВС

Выражение индикаторной мощности двигателя, Вт, имеет вид

(21.1

где По - частота вращения вала, об/с; Z - число цилиндров; т - коэффициент тактности (для четырехтактного дЕИгате-ля т = 2, для двухтактного т=1), L,- индикаторная работа, совершаема ? в одном цилиндре за один цикл, Дж;

L,=p,V (21.2)

Здесь Pi - среднее индикаторное давление, представляющее собой такое условно-постоянное давление, которое, действуя на поршень в течение одногс хода, совершает работу, равную работе газов за весь цикл.

Графически оно определяется высотой прямоугольника (рис. 21.4), nj ощадь и основание которого соответственно равны площади и длине индикаторной диаграммы.

Индикаторный КПД есть до; я подведенной теплоты Q, пренращеннсй в индикаторную работу, т. е.

. = NJQ = N.JBQl, (21.3)

где В - секундный расход топлив а, кг/с; Q. - низшая теплота сгорания, Дж/кг.

Индикаторный КПД у карбюраторных двигателей т = 0,25-0,40; / дизелей Tii= 0,40 0,53.

К эффективным показателям относятся эффективная мощность, эффективный и механический КПД и ухельный эффективный расход топлива.

Эффективная моЩ10сть (Л/е) - это мощность На валу двигателя.

Рис. 21.4. Индикаторная диаграмма ДВС

она меньше индикаторной мощности на механические потери в узлах трения двигателя, а также мощности, расходуемой на привод вспомогательных механизмов и агрегатов.

Указанные затраты мощности и механические потери оцениваются механическим КПД, который имеет вид

Г1 ех = е/М (21.4)

И составляют 8-30 % индикаторной мощности, т. е. ti = 0,7 4-0,92.

Эффективный КПД есть доля подведенной к двигателю теплоты, превращенной в эффективную работу:

r, = yV,/flQ[. (21.5)

Эффективный и индикаторный КПД связаны между собой соотношением т)е =

= TiTl ex

Эффективный КПД у карбюраторных двигателей Т1е = 0,22 4-0,3, а у дизелей Tie = 0,3 4-0,42.

Удельный эффективный расход топлива - это расход топлива, приходящийся на единицу эффективной мощности двигателя be = B/N.

Для разных типов двигателей />i.= = 162-ь330 г/(кВт-ч), причем наименьшие показатели />е имеют четырехтактные дизели.

21.4. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВИГАТЕЛЯ

Распределение теплоты, подведенной к двигателю с топливом, на полезно использованное и потери дает тепловой баланс двигателя, который называется внешним тепловым балансом. Обычно он составляется для I кг жидкого или 1 м * газообразного топлива. В общем виде тепловой баланс двигателя можно записать следующим образом:

Q: = Q,. + Qr + Q x., + Qo

(21.6)

где Qe - теплота, превращенная в эффективную работу; Qr - теплота, унесенная отработавшими газами; Qoxj, - теплота, отведенная охлаждением двигателя; QocT - остаточные, трудноопределимые потери (от химической и механической неполноты сгорания и др.).

В уравнении (21.6) отсутствует слагаемое, учитывающее затраты теплоты топлива на механические потери Q ex. Это объясняется тем, что основное количество теплоты механических потерь (трения) отводится охлаждающей водой и маслом и входит в Qnxл, а некоторая ее часть включается в остаточные потери.

В зависимости от конструктивных и эксплуатационных факторов различных ДВС отдельные составляющие уравнения (21.6) имеют примерно такие значения (в процентах от Q): q={Q,-\QQ/Qfj: q,= = 22-42%; , = 2555%; = = 104-35 %; (, ет=24-10 %.

Отдельные составляющие теплового баланса зависят от нагрузки двигателя. По мере снижения нагрузки от полной до 50 % эффективный КПД меняется незначительно, на 2-3 % своего максимального значения, но затем резко падает (до нуля на холостом ходу).

Значительная часть теплоты (до 70 %) теряется с отработавшими газами и с охлаждающей водой (или с воздухом при воздушном охлаждении). Экономичность ДВС можно значительно повысить, если использовать эту теплоту, например, для горячего водоснабжения.

21.5. ТОКСИЧНОСТЬ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВС

Двигатели внутреннего сгорания сегодня являются основными загрязнителями воздушного бассейна В ФРГ, например, автомобильный транспорт, потребляя 12 % обшего расхода топлива в стране, дает 50 % общего количества вредных выбросов. Особенно плохо, что основная масса выхлопных газов от автомобилей выбрасывается в местах с высокой концентрацией людей (городах), причем на уровне роста человека (особенно детей), где газы не рассеиваются на большие расстояния. В выхлопных газах ДВС содержатся твердый углерод (сажа), который является адсорбентом токсичных, в том числе канцерогенных веществ, оксиды азота NO углеводороды С Н, оксид углерода СО и альдегиды, а при работе на этилированном бензине - и крайне токсичные соединения свинца. Содержание указанных соединений в выхлопных газах зависит от типа двигателя, его состояния и регулировки, режима работы, применяемого топлива и др. Например, содержание N0, в отработавших газах дизелей и карбюраторных двигателей практически одинаково (до 2,5 г/м), в то время как выброс СО в карбюраторных двигателях (до 14 г/м) в 4 раза выше, а С Н (до 1,4 г/м) в 2 раза ниже, чем в дизелях.

Сажа, углеводороды, оксид углерода и альдегиды образуются в результате неполного сгорания топлива, связанного либо с недостатком кислорода в рабочей смеси, либо с плохим смесеобразованием. Первое особенно характерно для бензиновых двигателей, когда карбюратор вырабатывает богатую смесь на режимах холостого хода и торможения. Дизели всегда работают со значительным избытком воздуха, поэтому выброс СО у них невелик, зато в отработавших газах много углеводородов, и особенно сажи, обусловливающих дымность газов.

В различных странах мира введены стандарты на выделение двигателями токсичных веществ. Например, согласно ГОСТ 17.2.2.03-77 содержание оксида углерода в отработавших газах бензино-

вых двигателей не должно превь шать 1,5-2 % на минимальных оборотах. В ближайшее время следует ожидать расширения номенклатуры нормируемых вредностей в отработавших газах, н прежде всего канцерогенных веществ.

Совершенствование рабочего щ оцес-са и конструкции ДВС направлен*, прежде всего на качественную подгстовку рабочей смеси, равномерное распределение ее по цилиндрам и полное сжи1 ание. Так, в последнее время появилось регулирование карбюратора по параметрам отработавших газов с помощью электронных компьютеров.

Все более широкое пpимeнeнe находят устройства для нейтрализации токсичных компонентов в выпускной системе двигателя, тем более ч о их можно применить на действующем парке машин. Наибольшее распрострг нение получает каталитическое дожшание отработавших газов, обеспечив; ющее высокую степень нейтрализацш СО и С Н .

Сегодня на нашей планете иг1еется свыше 400 млн. автомобилей, их число постоянно растет и, по прсгнозу, к 2(Ю0 г. достигнет 700 млн. единиц. В связи с возрастающим потреблением горючего из нефти, запасы которог ограничены, сейчас ведется интенсивный поиск заменителей нефтяного топлита, которое к тому же сильно загрязняет среду обитания человека.

Хорошие перспективы с точки :.рения снижения загрязнения окружающей среды имеет газовое топливо: пропаь-бута-новая смесь, получаемая при не()тепе-реработке, и сжиженные природные газы.

Газовоздушная смесь сгорает в цилиндре двигателя более полно, чем бензиновоздушная, и при этом образуется меньше вредных веществ, в часгности оксида углерода.

Газовое топливо не требует радикальной переделки конструкции диигате-ля, а требует лишь его дооборудования специальной аппаратурой. Запас газа в сжиженном или сжатом состоят ии находится на автомобиле в специальных баллонах, размещаемых обычно под кузовом.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.