ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСЧЁТАХ. 1.Динамические

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСЧЁТАХ. 1.Динамические и экономические свойства двигателей. 2.Обоснование нагрузочного режима работы двигателей. 3.Работа двигателей на пониженном скоростном режиме.

Цель изучения эксплуатационных свойств двигателя – обоснование рационального режима его нагрузки с учётом вероятностного характера изменения сил сопротивления рабочих машин в составе агрегата. Динамические – это развиваемая двигателем эффективная мощность, крутящий момент и частота вращения коленвала. Экономические – это расход топлива на единицу времени и удельный расход топлива (на единицу мощности). Ne = 0,105 Me n, Ne –кВт; Ме –кНм; n –об/мин. Ne = 6,28 Me n, Ne –кВт; Ме –кНм; n – с-1. ge = 1000 GT / Ne, г/кВт ч, GT –кг/ч; Ne –кВт.

n, об/мин g, г/кВт·ч Nе, кВт Ме, кН·м Gт, кг/ч nн nпр Мен Ме max nМеmax nх.х Режим max Мкр Предел устойчивой работы под нагрузкой Номин. режим Режим max. хол. хода Nен Gтн Gтх gен Зона работы корректора (перегр.) Зона работы регулятора а б nхх п nн п Меп Nеп Gтп Gхп gеп

ε Ν= Νi / Νен Νi – текущее значение мощности, т.е. мощность соответствующая заданной нагрузке. ε м= Мi / Мен Мi – текущее значение крутящего момента, т.е. момент при данной нагрузке. ε Ν= Νi / Νен = (Мi ni) / (Мен nн)= ε м (ni / nн) ε Ν = ε м, ni = nн ε Ν ≈ ε м ≈ 1

3σ 3σ φ(R) Mc max Mc min Мс ср t nхх nн Nе Nен gен gе М ε Ν ≈ ε м ≈ 0,9

Ме,кНм n, с-1 nМе max nн nхх Мен Ме'max Ме''max Км'' = Ме''max / Мен < Км' = Ме'max / Мен Ме,кНм n, с-1 Км=Ме max/Мен Кn=nн/nМе max nМе''max nМе'max nн nхх Мен М ייе max Кn' = nн / nМе' max< Кn'' = nн / nМе''max Кn=nМе max/nн М יе max

Ме max Мс max Мс max 0,97 Ме max 0,97 Мен Км Мс max 1,05 Мен Мс min и Мс max Мс min = Мс.ср - 3 σМ Мс max = Мс.ср + 3 σм Мс.ср = 245 Нм σм = 8 Нм Мс min = 221 Нм Мс max = 269 Нм

Ме n Nе Gт Мен Ме max (255) (289) Мс min (221) Мс max (269) Мс ср (245) 3σм 3σм Мс – случайная величина φ(Хм,σм) Мс min (241) Мс max (289) Мс ср (265) Условие безостановочной работы Мс min (224) Мс max (268) Мс ср (246) Условие рациональной загрузки

(1) (2) Из (1) имеем: Мс max = 2 Мс.ср - Мс min Из (2) имеем: Мс min = Мс max - Мс.срδМ Тогда Мс max=2 Мс.ср - Мс max + Мс.срδМ или 2 Мс max = 2 Мс.ср + Мс.срδМ = Мс.ср (2 + δМ) Мс max = Мс.ср (1 + δМ /2) Из (1) имеем: Мс min = 2 Мс.ср - Мс max Из (2) имеем: Мс max = Мс.срδМ + Мс min Мс min = 2 Мс.ср - Мс.срδМ - Мс min или 2 Мс min = 2 Мс.ср - Мс.срδМ = Мс.ср (2 - δм) Мс min = Мс.ср (1 - δМ /2)

Тогда из условия безостановочной работы двигателя средний момент сопротивления на его валу определится: Мс max = 0,97 Мен Км Мс.ср (1 + δМ /2) = 0,97 Мен Км Мс.ср = откуда Мен=255 Нм Ме max=298 Нм σм=8 Нм Км=1,17 δм=0,18

А из условия рациональной загрузки двигателя Мс max =1,05Мен Мс.ср (1 + δМ /2) = 1,05Мен откуда Мс.ср = Мен=255 Нм Ме max=298 Нм σм=8 Нм Км=1,17 δм=0,18

Рк = Р(Мен Мсi Мс max) = Ф0 Ф0 - Рр = 1 – Рк где Ф0 – нормированная функция Лапласса соответствующих аргументов; σм – стандартное отклонение. Мен=255 Нм Ме max=298 Нм σм=8 Нм Км=1,17 δм=0,18 Для кривой 1 Рр = 1 – Рк=1-0,1043=0,8957≈90% Для кривой 2 Рр = 1 – Рк=1-0,8931=0,1069≈11% Для кривой 3 Рр = 1 – Рк=1-0,0795=0,9205≈92%

М, Нм n, с-1 Мен Мiр nн ni nхх А В С Д Е Δ АВС ~ Δ ДЕС откуда

М, Нм n, с-1 Ме max Мiп Мен nМ е max ni nн А В С Д Е Δ АВС ~ Δ ДЕС или Тогда

откуда Окончательно

nopt = nхх – έМopt (nхх – nн)

nн.п. ≈ 0,775nн nmin = (0,38…0,42) nн

G, кг/ч n, с-1 nн nхх GТн GТх nнп Gнп nХХп Gхп ΔG

М, Нм n, с-1 nМеmax nн Меmax Мен nнп nХХп Меп nХХ

М, Нм n, с-1 Ме max ● ● ● Ме н Ме п nн nхх nхх п nн п А' Мс min Мс ср Мс max

gе/gен, % ξ, % 100 120 140 160 0,2 0,4 0,6 0,8 А экономичный