Окружающего воздуха 25 0С

Условия задачи

Мощность нетто - - это эффективная мощность двигателя на испытательном стенде при полной подаче топлива и номинальной частоте вращения коленчатого вала. Двигатель должен быть укомплектован всем оборудованием, его обслуживающим, в том числе радиатором системы охлаждения, независимо от того, установлено оно на тракторе (или другой машине), для которого этот двигатель предназначен. Оборудование, не обслуживающее двигатель, должно быть отключено или снято, а в случае, если это не предусмотрено конструкцией, должно работать без нагрузки.

Мощность нетто определяют у двигателей, предназначенных для экспорта.

Мощность нетто приводят к стандартным условиям. ГОСТ 14846-81 (СТ СЭВ 765-77) и ГОСТ 18509-88 (СТ СЭВ 2560-80) установлены следующие стандартные условия: атмосферное давление В_о = 100 кПа (99 кПа - давление сухого воздуха и парциальное давление водяного пара 1 кПа); температура воздуха Т_о = 298 К (25⁰С); относительная влажность воздуха φ_о =36%; температура дизельного топлива Т_оТ = 298 К; плотность дизельного топлива ρ_Т25 = 0,830 т/м³.

Для приведения к стандартным условиям измеренные при испытаниях значения мощности N_e (кВт), крутящего момента М_е (Нм), среднего эффективного давления Р_е (МПа) и удельного эффективного расхода топлива g_e (г/кВт ч) используют коэффициент приведения К:

N_eo = K N_e; М_ео = К М_e; Р_ео = К Р_е; g_ео = g_e / К, (1)

где N_eo, М_ео, Р_ео и g_eo - приведенные соответственно мощность, крутящий момент, среднее эффективное давление и удельный расход топлива; К - коэффициент приведения.

Для дизелей коэффициент приведения рассчитывают по формуле:

, (2)

где f_а - атмосферный коэффициент; f_m - коэффициент уровня форсирования.

Атмосферный коэффициент f_а рассчитывают по формулам:

для дизелей без наддува

, (3)

для дизелей с турбонаддувом без охлаждения или с охлаждением

наддувочного воздуха

, (4)

где Т_окр - абсолютная температура окружающего воздуха, К; - давление сухого воздуха, (кПа), равное атмосферному давлению В_окр - минус парциальное давление водяного пара Р_вп:

, кПа (5)

где φ_окр - относительная влажность окружающего воздуха, %; Р_s - парциальное давление насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, кПа, определяемое по табл. 1 РГР N 2.

Коэффициент уровня форсирования f_m рассчитывают по формуле:

, (6)

где q - цикловой расход топлива, приходящийся на один литр рабочего объема цилиндра, мг/(л·цикл):

, (7)

где G_Т - часовой расход топлива, кг; τ - коэффициент тактности; n_e - частота вращения коленчатого вала, мин^-1; V_л – литраж двигателя, л; r - отношение давления воздуха после компрессора к давлению перед компрессором. Для дизелей без наддува r = 1.

При значении q/r меньшем 40 или большем 65 мг/(л·цикл) коэффициент уровня форсирования принимают равным 0,3 или 1,2 соответственно.

Для двигателей с искровым зажиганием поправочный коэффициент

определяют по формуле:

, (8)

Расход топлива двигателей с искровым зажиганием к стандартным условиям не приводят и указывают без поправок.

5.3.2 Пример решения

При испытании дизеля 6 ДМ-21А (ЧН 21/21) автомобиля БелАЗ-549 на номинальном режиме его работы были получены следующие данные:

- мощность нетто N_e = 770 кВт;

- частота вращения n_e = 1500 об/мин;

- часовой расход топлива G_Т = 178 кг;

- давление наддувочного воздуха Р_к = 0,19 МПа.

Атмосферные условия:

- температура воздуха t_окр = 30⁰С;

- атмосферное давление В_окр = 96 кПа;

- относительная влажность φ_окр = 60%.

Из технической характеристики известно, что двигатель 6ДМ-21А - дизельный, четырехтактный (τ = 4) с v - образным расположением цилиндров, газотурбинным наддувом. Рабочий объем цилиндров (литраж) двигателя равен V_л = 43,64 л.

Определить приведенные к стандартным условиям значения мощности нетто N_eo, крутящего момента М_ео, среднего эффективного давления P_ео и удельного расхода топлива g_eo.

Найдем по табл. 1 РГР N2 для t_окр = 30⁰С значение парциального давления водяного пара P_s = 4,2 кПа. Величины P_s, соответствующие промежуточным значениям t_окр, рекомендуется определить линейным интерполированием.

Вычислим по формуле (5) давление сухого воздуха:

B_окр = 96 - 0,01·60·4,2 = 93,48 кПа.

Вычислим по формуле (4) величину атмосферного коэффициента f_а:

.

Вычислим по формуле (7) цикловой расход топлива, приходящийся на один литр рабочего объема цилиндра, мг/(л цикл):

Отношение давления воздуха после компрессора к давлению перед компрессором равно:

Вычислим по формуле (6) величину коэффициента уровня форсирования:

f_m = 0,036·90,64/ 1,98 - 1,14 = 0,508.

Вычислим по формуле (2) величину коэффициента приведения:

К = (1,0673)^0,508 = 1,034.

Вычислим значение крутящего момента,Н м

М_е = 9550· N_e / n_e =9550·770 / 1500 = 5395 (9)

Вычислим величину среднего эффективного давления, Мпа:

Р_е = 0,00314· τ М_е / V_л = 0,00314·4·5395/43,64 = 1,55, МПа. (10)

Вычислим величину удельного расхода топлива, кг/(кВт ч)

g_e = G_Т / N_e = 178/170 = 0,231 (11)

Вычислим по формулам (1) приведенные к стандартным условиям значения параметров работы дизеля:

N_е = 1,034·770 = 796,2 кВт; М_е = 1,034·5395 = 5578 Н м;

Р_е = 1,034·1,55 = 1,60 МПа; g_е = 231/1,034 = 223,4 г/(кВт ч).

Исходные данные к расчетно-графической работе приведены в табл.5. Примечание: в строке " P_к " условное обозначение "б/н" указывает, что данный двигатель без наддува.

Табл. 5