Ауаны арты коэффициенті жне оны озалтыш крсеткіштеріне сері

10.Поршеньді іштен жану озалтыштарыны жіктелуі

Поршеньді озалтыштарды жмыс принциптері. Іштен жану озалтыштары, яни отын жанан кездегі блінетін жылу энергиясын механикалы энергияа айналдыратын озалтыштар, озалтыштарды е кп тараан тріне жатады.

Поршеньні ілгерілі-кейінді озалысына байланысты поршеньді озалтыштарда отынны жануы тек белгілі бір жадайда болады, отынны рбір млшеріні жануы мерзімді айталанатын процестер тізбегінен кейін іске асады.

Іштен жану озалалтыштарыны цилиндрінде жмыс циклі трт немесе екі тактісінде іске асырылуы ммкін. Біріншісі трт тактілі, ал екіншісі екі тактілі циклдер деп аталады.

Барлы поршеньді озалтыштарда, ротор-поршеньді озалтыштарды да оса аланда, жылу энергиясын механикалы жмыса айналдыру принципі бірдей. Кез-келген поршеньді озалтышты жмыс циклі тізбектеліп жретін жеті процестерден трады:

1) озалтыш цилиндрін жаа зарядпен (немесе ауамен) толтыру;

2) отын-ауа оспасын дайындау;

3) отын-ауа оспасын (немесе ауаны) сыымдау;

4) оспаны ттануы;

5) отын-ауа оспасыны жануы;

6) жанан оспаны лаюы (жмысшы жріс);

7) жмыс істеп шыан газдарды шыару.

Бл кезде процестерді жру тізбегі отын-ауа оспасын дайындауа туелді екіге блінеді:

1) цилиндрден тыс (сырттай оспа жасайтын озалтыш);

2) тікелей цилиндр ішінде (іштей оспа жасайтын озалтыш).

Сырттай оспа жасайтын озалтыштара барлы карбюраторлы жне газбен жретін озалтыштар, сондай-а отын енгізу арнасына шашылатын озалтыштар жатады. Іштен оспа жасайтын озалтыштара оспа сыымдаудан ттанатын барлы дизельдер (оны ішінде газдизельдері де бар), сондай-а жеіл отын тікелей цилиндрге шашыратылатын озалтыштар жатады

11.Жылу аралас берілетін ІЖ ны термодинамикалы циклі

Поршеньді ІЖ талдау шін екі негізгі термодинамикалы циклдерді пайдаланады:

1. Жылу траты клем кезінде берілетін карбюраторлы жне газ озалтыштарына араналан теориялы цикл (Отто циклі) V=const;

2. Жылуды бір блігі траты клем (V=const), екінші блігі траты ысым (P=const) кезінде берілетін аралас цикл – сыымдаышсыз дизельдерге арналан теориялы цикл (Сабатэ-Тринклер циклі).

Бл циклдерде жылу траты клем кезінде суы кзіне кетіледі.

Жылу аралас берілетін цикл 2.1-суретте крсетілген.

Циклді баалау параметрлерін есептеу шін лшем бірліксіз параметрлер енгіземіз.

 

 

12.Екі тактілі ІЖ индикаторлы диаграммасы жне циклді негізгі параметрлері Іс жзіндегі циклдер индикатор деп аталатын аспап кмегімен тжірибе жзінде алынатын p-V координаталарында салынатын индикаторлы диаграммада рнектеледі.

Екінші ыра –сыымдау- піспек т.м.н. ден Ж.м.н. дейін озалады, яни цилиндр клемі азайып, температура мен ысым жоарлайды. Сыымдау негізінен кіру клапандарыны жабылуынан кейін жреді. Диаграммада екінші ыраа а-с сызыы сйкес келеді. Екі ыраты озалтышта цилиндрді жану німдерінен тазарту жне таза ауа зарядымен толтыру (газ алмасу рдісі) піспекті тек ана т.м.н. жуы озалысында жреді. Мнда цилиндр делген газдардан алдын ала сыымдалан ауамен мжбрлеу жолымен тазартылады. Ауа блек агрегат болып табылатын жартылай озалтышты иінді білігінен, жартылай шыатын газдармен жмыс істейтін газ шыырынан тартым алатын, блек агрегат болып табылатын компрессорда сыымдалады

13.Екі тактілі озалтыщтарды рылымы мен жмыс принциптері Екі тактілі деп жмыс циклі поршеньні екі жрсінде немесе иінде білікті бір айналымында жасалатын озалтыштарды айтады. Бл озалтыштарда бкіл циклді жасауа трт тактілілермен салыстыранда екі есе аз уаыт кетеді. Бан трт тактілілердегі шыару жне енгізу процестерін ТШН жанында іске асырылатын, негізгі процестерді – лаю мен сыымдауды азантай мерзімін алатын шыару жне рлемелеумен ауыстыруды арасында ол жеткізеді. Екі тактілі озалтыштарда рлемелеуді жргізілу тсіліне байланысты екі слбаны олданады. Олар: контурлы жне тіке аынды рлемелеу. Контурлы рлемелеуде цилиндрлерді айта зарядтау рлемелеу 1 жне шыару 2 терезелері (1.2-сурет) арылы, ал тіке аынды рлемелеуде рлемелеу терезесі жне шыару клапаны (1.3-сурет) арылы іске асырылады. Жаа заряды алдын ала арнайы рлемелеу аппаратыны кмегімен жасайды. Кейбір поршеньді озалтыштарда бл масатта картерді ішкі уысы – айналшаты камерасы пайдаланылады.

Бірінші такт – лаю. Бл тактіге поршеньні ЖШН-ден ТШН-ге арай жылжуы сйкес келеді. Бір такт кезінде негізінен жану жне лаю процестері, яни жмыс жріс іске асырылады. лаюды аяында поршень шыару терезелерін ашанда жану німдеріні еркін шыуы іске асырылады. Нтижесінде цилиндрде газ ысымы тседі жне ол рлемелеу ауасыны ысымынан аз болады немесе соан тееседі. Поршень енгізу терезесін ашанда алан газдарды итеріп шыарып, цилиндрді толтыратын рлемелеу ауасы ене бастайды. Сонымен, бірінші тактіде цилиндрде отынны жануы, газдарды лаюы, жану німдеріні шыарылуы жне цилиндрді рлеу іске асырылады.

Екінші такт – сыымдау. Бл тактіге поршеньні ТШН-ден ЖШН-ге арай жруі сйкес келеді. Тактіні басында цилиндрді рлеу жаласа береді. Алдымен поршень енгізу терезесін жабады, сонан кейін шыару терезесі жабылады. Бл аралыта жаа заряд сырта шыып кетуі ммкін. Шыару терезесі жабыланнан кейін жаа зарядты алды газдармен оспасын сыымдау басталады. Сыымдауды соында озалтыш типіне арай отын шашыратылады немесе жмысшы оспа ттандырылады. Сонымен бл тактіде рлеу, шыару, жаа зарядпен толтыру, сыымдау аяталады жне оспаны жануы басталады.

Тіке аында рлеу де осылай іске асырылады. Бл кезде цилиндр толтырылуын жасарту шін шыару клапанын рлеу терезесінен брын немесе сонымен бірдей жабады.

 

 

1.3 сурет. Екі тактілі озалтышты

14. Жылу (Р=const) кезде берілетін ІЖ термодинамикалы циклі Поршеньді ІЖ талдау шін екі негізгі термодинамикалы циклдерді пайдаланады: Жылуды бір блігі траты клем (V=const), екінші блігі траты ысым (P=const) кезінде берілетін аралас цикл – сыымдаышсыз дизельдерге арналан теориялы цикл (Сабатэ-Тринклер циклі).

15ІЖ индикаторлы жне тиімді крсеткіштері алай аныталады Индикаторлы крсеткіштер деп озалтыш цилиндрінде газдар жасайтын жмысты сипаттайтын крсеткіштерді айтады. Бл крсеткіштер озалтышты жмыс клемін пайдалану тиімділігін жне блінген жылуды цилиндр ішінде пайдалы жмыса айналу дрежесін крсетеді.

Индикаторлы крсеткіштерге орташа индикаторлы ысым , индикаторлы уат , индикаторлы п..к. , зіндік индикаторлы отын шыыны жатады. Есептеулі орташа индикаторлы ысым жылу аралас берілетін цикл бойынша жмыс істейтін дизельдер шін:

(3.1)

Іс жзіндегі циклді орташа индикаторлы ысымы -ден есептеу диаграммасыны c,z,в нктелеріндегі домалатауа байланысты азаю шамасына пропорционалды шамаа айырмашылыта болады. Индикаторлы жмысты ауданымен белгілеп индикаторлы диаграмманы кмегімен орташа индикаторлы ысымды табуа болады:

p_i = F_i/m_p ,

мнда, -ордината осі бойынша диаграмма масштабы;

l- Абцисса осі бойынша диаграмманы зындыы.

Индикаторлы уат - бл, газдар цилиндр ішінде жасайтын уат.

озалтыш цилиндрі ішінде газдар 1 мин істейтін жмыс:

(3.3)

мнда, n - и.б. айналу жиілігі; - тактілер саны; і – цилиндрлер саны.

Сонда газдар 1 с жасайтын жмыс, яни индикаторлы уат мынаан те:

. (3.4)

Индикаторлы п..к. - бл, индикаторлы жмыса айналан жылуды шыындалан отыннан жалпы блінген жылуа атынасына те:

,. (3.5)

мнда, G_тц – циклдік отын беру млшері; Н_и – отынны тменгі жану жылуы.

Индикаторлы п..к. іс жзіндегі циклді немділігін сипаттайды. Ол іс жзіндегі циклдерде анытау кезінде болатын осымша шыындарды ескермейтін термодинамикалытардікінен аз. Ондай шыындара цилиндр абырасына жылу беру, отын жануыны з уаытында болмауы мен толы еместігі, жану німдеріні диссоциациясы (ыдырауы) жатады. Іс жзіндегі циклді немділігін сипаттайтын баса крсеткіш – отынны зіндік шыыны:

, (3.7)

мнда, G_T – отынны саатты шыыны.

зіндік отын шыыны мен индикаторлы пайдалы сер коэффициенті мына атынаспен байланысады:

.

Индикаторлытардан пайдалы жмыс жасау шін ртрлі механикалы кедергілерді (айналшаты-блаты механизмдегі йкелісті, кмекші механизмдер мен айдаыштарды іске осу жне т.б.) жне енгізу мен шыару процестерін жетілдіруді ескеретін, индикаторлытан баса жмысты сипаттайтын параметрлерді тиімділік крсеткіштері деп атайды.

Тиімді крсеткіштер озалтышты иінді білігінен «алынып», пайдалы жмсалатын жмысты сипаттайды. Олара тиімді уат пен айналдыру моменті, тиімді орташа ысым, тиімді зіндік отын шыыны, тиімді п..к. жатады.

Тиімді орташа ысым жне тиімді уат. Механикалы шыын нтижесінде индикаторлы жмыс азаяды жне иінді біліктен тиімді деп аталатын жмыс «алынады»:

L_e = L_i – L_м, (3.13)

Мнда, L_м механикалы шыын жмысы.

p_e = p_i – p_м , (3.14)

Мнда, p_e – тиімді орташа ысым, яни бір цикл ішінде цилиндрді жмысшы клем бірлігінен алынатын пайдалы жмысты істейтін ысым.

тиімді уатты аламыз:

немесе . (3.15)

Айналдырушы моментті немесе блаты бойымен айналша радиусы иыында иінді білікке сер ететін кш моменті былай аныталады:

. (3 озалтышты тиімді п..к. отынмен берілген бкіл жылуды андай блігі пайдалы жмыса айналанын крсетеді:

, (3.20)

немесе сйкес трлендіруден кейін:

, озалтыш немділігін баалаанда тиімді п..к.-мен атар уат бірлігін жасауа кеткен отын шыынын крсететін тиімді зіндік отын шыынын пайдаланады:

. (3.23)

(3.7) атынасына сас тиімді зіндік отын шыыны былай рнектеледі:

.

16.ІЖ- жіктелулері, сипаттамалары Іштен жану озалтыштары тмендегі негізгі белгілері бойынша мынадай топтара жіктеледі:

· – олданатын отын трі бойынша: сйы отында, газ, газ-сйы отындарында жмыс істейтін озалтыштар;

· – оспа жасау дісі бойынша: сырттан оспа жасайтын (карбюраторлы) жне іштен оспа жасайтын (дизельді);

· – жмыс циклін іске асыру тсілі бойынша: трт тактілі жне екі тактілі;

· – жаныш оспаны ттандыру тсілі бойынша: Сыымдаудан ттанатын жне еріксіз электр шынымен ттанатындар;

· – цилиндрді жмыс клемін толтыру тсілі бойынша: рленетін жне рленбейтін;

Бдан баса озалтыш рылымды ерекшеліктері бойынша да сипатталады:

· – иінді-блаты механизміні (ИБМ) рылымы бойынша: тронкалы (орта жне жоары айналымдылар) жне крейцкопфты (тменгі айналымдылар);

· – цилиндрлерді орналасуы жне саны бойынша: цилиндрлері атарлы, V-трізді, арама-арсы орналасан 1-,2-,4-,6- жне т.б. цилиндрлі.

· – шапшадыы бойынша: баяу жрісті (поршеньні орташа жылдамдыы 10 м/с дейін) жне шапша жрісті поршеньні орташа жылдамдыы 10 м/с жоары).

Атаратын ызметіне арай:

- жылжымайтын ндірістік;

- кліктік: жер бетінде жретін кліктердікі, айыты, авиациялы.

озалтыштарды сыныптау баса ерекшеліктері басаша да жргізіледі.

17.ІЖ жмыс процесіні негізгі параметрлері Газ алмасу периодыны заты схемасында осымша шыару жргізіледі. Цилиндрге жеткізілген ауаны(немесе оспаны) шамасыны М_к газ алмасу біткеннен кейін цилиндрде алатын жаа зарядты шамасына атынасын рмелеу коэффициенті деп атайды. Бл коэффициент нерлым кп болса, сорлым жаа заряд шыыны кп.

(2.1)

1. Жаа зарядпен цилиндрді толтыру сапасыны баасы болып іс жзінде цилиндрге енген жаа заряд массасыны М₁ оршаан ортаны осындай температурасы мен ысымы кезінде жмысшы клемді толтыруа ммкіншілігі бар жаа заряд массасына М_т атынасы боып келетін толтыру коэффициенті ызмет етеді:

(2.2)

Жаа зарядпен цилиндрді толтыруды жасарту шін шыару соындаы ысымды тмендетуге, енгізу соында ысымды жоарлатуа, жаа зарядты ызуын тмендетуге тырысады, жаныш оспаны немесе ауаны озаып келе жатан аыныны инерциясын пайдалану шін енгізу клапаныны жабылуыны кешігуіні фазасын реттейді.

Толтыру коэффициентіні шамасы карбюраторлы озалтыштарда 0,7 0,85, дизельдерде 0,75 0,9 араыында болады.

3. алды газдар коэффициенті цилиндрдегі алды газдар млшеріні енгізу процессі біткеннен кейін цилиндрде болатын жаа заряд млшеріне атынасына те болып табылады.

(2.3)

алды газдар коэффициентін цилиндрді жану німдерінен тазалану дрежесін баалау шін пайдаланады. Ол оларды жмысшы денедегі салыстырмалы шамасын анытайды. Нерлым аз болса, сорлым жаа зарядты кбірек млшерін цилиндрге сыйызуа болады, демек, сондай жмысшы клем мен озалтышты лкенірек уатын алуа болады. Сондытан шамасын тмендетуге тырысады.

4. Енгізу соындаы цилиндрдегі ысым жне температура:

, МПа (2.4)

Мнда, – енгізу арнасындаы ысым;

– енгізу жйесіндегі гидравликалы кедергі болуы себебінен цилиндрде ысымны тмендеуі.

Азана жуытаулармен (МПа) Бернулли тедеуінен анытауа болады:

(2.5)

Мнда, – цилиндрде зарядты кедергі коэффициенті;

– енгізу жйесіні кедергі коэффициенті;

– клапанны клдене имасыны ткендегі жаа орташа жылдамдыы, м/с;

– енгізудегі жаа зарядты тыыздыы, кг/м³;

Пайдаланып жрген озалтыш рылымында =2,5 4,0, =50 100 м/с, =(0,1 0,22) .

Бларды жоары шегіне корбюраторлы озалтыштар, тменіне – дизельдер жаын.

5. Енгізу соындаы температура . Бл температура енгізу сызыында нктесінен нктесіне дейінгі араыта (2.3-срет) жеткілікті длдікпен аныталады.

(2.6)

Мнда, – озалтышты енгізу арнасындаы жаа зарядты температурасы, ;

– жаа зарядты озалтыш блшектермен жанасанда ызуы;

– алды газдар температурасы,

шамасы негізінен жмысшы дене температурасына, алды газдар коэффициентіне, зарядты ызу дрежесіне жне тменгі дрежеде алды газдар температурасына туелді. азіргі кездегі трт тактілі озалтыштарда мына шекарада жатады:

- бензинді озалтыштарда – 320 370 ;

- дизельдерде – 310 350 ;

- рленетін озалтыштарда – 320 400 ;

- Жмысшы денені сыымдау соындаы параметрлерін анытау шін политропа тедеуін пайдаланамыз. Сонда сыымдау соындаы ысым (МПа) мен температура (К) былай аныталады:

- , МПа

- , МПа (2.7)

- азіргі кездегі озалтыштар шін сыымдау соындаы ысым мен температура мына аралыта жатады:

- -электронды шашыратулы озалтыштарда 1,0 2,5МПа, 600 900К

- - карбюраторлы озалтыштарда 0,9 2,0МПа, 600 800К

- - рленбейтін шапша дизельдерде 3,55,5МПа, 700 900 К

- Жану процесіні параметрлері

- 2.1-кесте

Параметрлер, лшем бірліктері	Карбюраторлы озжалтыштар	рленбейтін дизельдер
	3,6 4,0	1,2 2,1
		1,2 1,7
, МПа	3,0 5,5	6 9
, К	2500 2900	1800 2300

лаю соындаы ысым мен температура политропты процестер формулаларымен есептеледі. Бензинмен жретін озалтыштар шін:

(2.11)

Дизельдер шін:

азіргі кездегі автомбиль жне тракторларды рленбейтін озалтыштары шін лаю соындаы ысым мен температураны жуытап алынан шамалары мына аралытарда болады.

- бензинмен жретін озалтыштар шін –

- дизельдер шін –

18 озалтышты жылулы тегерулері. Есептеу негіздері озалтышты циклін талдап, тиімді жмыс істеуге отын жананда пайда болатын жылуды бір блігі ана шыындалатынына кз жетізуге болады. Жылуды пайдалан сиапаттамасын жне оны жасарту жолдарын анытау шін, сондай-а суыту жйесін есептеуге мліметтер алу шін озалтыша берілген жылу алай шыындалатынын білу керек. Осы масатта озалтышты зерттеген кезде пайдалану ждайын сипаттайтын ртрлі параметрлерге туеді жылуы тедестікті жекелеген раушыларын анытайды.

Жылулы баланс тедеуі (жылу шамасы уаыт бірлігіне атысты):

(2.13)

Мнда, – берілген режимде отынмен озатыша енгізілген жалпы жылу;

– озалтышты тиімді жмысына эквивалентті жылу;

– жмыс істеп шыан газдармен кететін жылу;

– суытушы ортаа берілетін жылу;

– отынны толы жанбауы есебінен шыындалатын жылу;

– майа берілген жылу;

– жылуы тедестігін раушылар ескермейтін шыынды анытайтын алды мше.

19.ІЖ- механикалы шыындар, оларды азайту тсілдері озалтышты алдын-ала есептеулерін жргізгенде орташа ысыммен сипатталатын механикалы шыынды тмендегі келтірілген тедеу бойынша, поршеньні орташа жылдамдыына сызыты туелділіктен анытауа болады:

pм = а + вuпср

(3.12)

а мен в шамалары цилиндрлер санына,типіне, лшемдеріне жне

озалтышты	жылулы	кйіне	. туелдірленбейтін	автотрактор
озалтыштары шін а мен в	шамалары 3.2-кестеде берілген.
	а жне в коэффициентеріні шамалары	3.2-кесте
озалтыштар		а, МПа		в, МПа с/м
Бірттас жану камаралы дизельдер	0,105		0,012
Блінген жану камералы дизельдер	0,105		0,0138
шыннан ттанатын озалтыштар: S/D > 1	0,05		0,0155
		S/D < 1	0,04		0,0135
	Тиімді	орташаысымжнетиімді . уатМеханикалы	шыын
	нтижесінде	индикаторлы жмыс азаяды жне иінді біліктен	тиімді деп
	аталатын жмыс «алынады»:
		Le = Li – Lм,	(3.13)

Мнда, L_м механикалы шыын жмысы.

 

20. ІЖ- цилиндр-поршень тобыны рылымы. Цилиндрлер мен поршень тобыны блшектері иінді білік айналанда шашыратылып майланалады. Арты май цилиндр абырасынан май ырнаыш саиналармен ырып алынып,поршеньдегі тесіктер арылы картерге йылады. Саусатарды майлайтын майлар да поршень бобышкасы жанындаы тесік арылы картерге йылады. «Ылалды» картерлі озалтышты (КДМ, СМД, ГАЗ, ЗИЛ жне т.б.) жоарыда жазылан жйеден майлау жйесіндегі айналымны ерекшелегі, май картер тбінде жиналады, ал май сорысы тек айдаушы секциядан трады.

ысыммен	майлау	жйесі	е	жетілдірілген,сенімді, немді, біра
крделенген болып табылады.