Главная  Промышленность 

0 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

для двухтактных

)гшах=Ь24У V кг1см\ (310)

где V - кинематическая вязкость масла в стоксах (смУсек).

В формулы (309) и (310) подставляют значение вязкости масла, выбранного для проектируемого двигателя, при необходимой температуре пуска. В технических условиях на смазочные масла вязкость указана для температур 50 и 100° С.

Для расчетов вязкости масла при температуре пуска обычно пользуются зависимостью

\g [lg(100v -f 0,8)] = Л + 5 IgГ, (311)

где Т - температура в ° абс;

А и В - коэффициенты, которые определяются из выражения (311) подстановкой двух значений вязкости при двух известных температурах.

Для судовых и стационарных тихоходных двигателей не опубликовано подобных опытных материалов по значениям сопротивления трения при проворачивании холодного двигателя. Эти значения должны отличаться от приведенных для быстроходных двигателей с воспламенением от сжатия вследствие как меньшего пускового числа оборотов вала тихоходных двигателей, так и меньшей относительной поверхности скольжения трущихся деталей, приходящейся на единицу рабочего объема цилиндра.

Момент, который должен быть приложен к валу для преодоления сопротивлений трения, может быть найден из выражения

My. = 3.18 Vj, кгм, (312)

где 1/ - литраж двигателя в л; т - число тактов; pj. - среднее давление механических потерь при вращении холодного

двигателя в кг/см. Тогда работа

Lj> = MjOi кгм,

где а - угол поворота вала в радианах от начала движения до достижения пускового числа оборотов вала.

Работа затрачивается на первое расширение и сжатие воздуха в цилиндрах двигателя. Величина этой работы зависит от начального положения поршней в цилиндрах, от числа цилиндров и их размеров. Величина угла поворота вала, в течение которого затрачивается эта работа, зависит от числа тактов и числа цилиндров двигателя. При дальнейшем вращении вала работа почти не затрачивается, так как последующее сжатие воздуха происходит в результате работы расширения в других цилиндрах. Небольшая затрата получается только вследствие возрастания давления сжатия с увеличением числа оборотов вала из-за уменьшения утечек и охлаждения заряда, что учтено было выше, при определении работы Lj-.

На фиг. 326 показана схематически развернутая индикаторная диаграмма пуска стартером одноцилиндрового четырехтактного двигателя. Если пуск

Для указанного диапазона числа оборотов М.! Л. Минкин предложил эмпирические формулы для подсчета максимального значения Ру в зависимости от вязкости масла в картере двигателя:

для четырехтактных двигателей

Ртта.= У кг1см; (309)



Динамика пуска

происходит из ТОЧКИ А, в которой положение поршня соответствует началу хода расширения, то работа для преодоления первого сжатия, которая должна быть сообщена стартером, равна

где Lp - работа расширения;

- работа сжатия воздуха в цилиндре.

При дальнейшем вращении работа расширения Lp обеспечит следующее сжатие, так как Lp.

Если раскручивание начато, например, из точки В, то L L. При пуске из точки D работа Li, затрачиваемая на первое сжатие, меньше L.

Расширен1

IB Выпуск

Впуск

D / Сжатие

Расширение

Фиг. 326. Развернутая индикаторная диаграмма пуска.

Однако в этом случае для осуществления расширения и следующего сжатия необходимо дополнительнсле сообщение работы и

Угол поворота вала при пуске из положения поршня в точке А, в течение которого должна быть подведена работа L, равен 720°, а в точке Б-360°. Если эта работа будет подведена к валу в результате приложения некоторого постоянного момента, то в первом случае потребуется меньший момент, чем во втором. Таким образом, величина начального момента, который должен быть приложен к валу двигателя для пуска, зависит от положения поршня, с которого начинается пуск. Пуск двигателя сжатым воздухом, подаваемым в цилиндр, возможен только из точки А, так как в этом случае работа L/, составляющая часть работы пускового воздуха, подводится только при совершении поршнем хода расширения. Величина давления воздуха имеет значение только в отношении создания момента, необходимого для трогания с места, возможность же разгона двигателя определяется величиной подведенной работы, не связанной непосредственно с давлением.

В многоцилиндровых двигателях рассмотренные процессы накладываются один на другой, вследствие чего угол поворота вала, при котором должна быть подведена работа L, меняется.

Теоретическое исследование для четырех- и шестицилиндровых четырехтактных автотракторных двигателей с воспламенением от сжатия показало, что при одних и тех же допущениях (е =16; = 30 кг1см; Х=1:4; п = п2= 1,225; = рд„ - атмосферному давлению, клапаны открываются и закрываются в мертвых точках) работа L, для четырех- и шестицилиндровых двигателей оказалась практически одинаковой и равной

= 40,31/;,, кгм.

. (313)

В четырехцилиндрсвых двигателях сообщение этой работы происходит при повороте вала на угол 180°, а в шестицилиндровых на 360°. При этом максимальное сопротивление вращению, т. е. тангенциальное усилие, при-

Минкин М. Л., Пуск автотракторных дизелей, Машгиз, 1948.



ложенное к шейке колена, отнесенное к 1 см площ.ади поршня, составляет i для четырехцилиндровых двигателей 6,9, а для шестицилиндровых 7,3 кг1см. При декомпрессии значения работы и тангенциального усилия соответ- \ ственно снижаются.

По формуле (313) для расчета максимального значения работы ах и значения углов поворота вала, в течение которых должна быть подведена эта работа, можно подсчитать максимальные средние давления. Подсчет показывает, что

для шестицилиндрового двигателя.......njax = 1.34: кг\см

„ четырехцилиндрового........... 4,0 „

Аналогичных данных по величинам и р„ для четырехтактных двигателей с другим числом цилиндров, а также для двухтактных не имеется, и мощности стартера выбирают на основании практических данных.

Работа Lp затрачиваемая при разгоне двигателя на увеличение кине-тической энергии движущихся масс,

Ly = - (oi -0)5),

где У - приведенный момент инерции движущихся масс двигателя, который с достаточной степенью точности может быть принят постоянным и равным

J;:(l,2~r,4)J,,., (314)

где Jmux - момент инерции маховика.

Так как разгон начинается из состояния покоя oio - О, то

Если двигатель разгоняется постоянным моментом М, то его величину определяют из условия

где t - время разгона в сек. от О до п оборотов вал: в минуту

Для расчета величины необходимого момента задаются временем разгона. По величинам момента и работы может быть подсчитано среднее давление, соответствующее работе разгона. Для четырехтактного шестицилиндрового автотракторного двигателя с воспламенением от сжатия при разгоне от О до 200 об/мин в течение 3 сек. получим среднее давление pj = 0,58 кг/см.

Таким образом, для двигателей указанного типа при температуре пуска -+ 10° С на масле ДЗ с разгоном до 200 об/мин в 3 сек. отдельные составляющие среднего давления механических потерь, отнесенного к площади поршня, имеют следующие значения: Ргах кг/см; р= 1,34 кг/см;

р = 0,58 кгхм.

В течение первого оборота вала необходимое среднее давление должно быть р =4,7 + 1,34 + 0,58 = 6,62 кг/см, а при последующих р = 4,7 + + 0,58 5,28 кг/см\

Если среднее давление механических потерь больше среднего индикаторного давления, которое может быть получено в цилиндрах, то пуск двигателя невозможен даже при наличии вспышек; в этом случае необходим прогрев двигателя для уменьшения сопротивлений. Так как момент сопроти-



0 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