內(nèi)燃機的不同穩(wěn)定 轉(zhuǎn)/分 輸出效率

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內(nèi)燃機的不同穩(wěn)定 轉(zhuǎn)/分 輸出效率fficeffice" />

任何一點一滴的技術(shù)進步都來源于對客觀事物物理性地深入認識.理解是發(fā)展的第一步!

+ s& }; G# L0 p6 [; n1 Z2 W

人們把追求提高傳統(tǒng)活塞式內(nèi)燃機功率的目標盯在提高燃燒效率上,而往往忽視它的物理轉(zhuǎn)換過程.然而客觀地分析這一過程,則有助于基礎思維,、設計結(jié)構(gòu)理性的變革;同時也包括對其功效,傳統(tǒng)”功率、扭距”雙重標定尺度與否的重新認識.

p) b" y( l8 `0 E) O* l

根據(jù)發(fā)動機輸出形式,以活塞,、連桿將化能直線的作用于曲軸轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動力矩;以及曲軸圓周運動,每角度旋轉(zhuǎn)距離均等特性.

運動加速度:  a=dv/dt=f’’ (t)

. ^0 T8 F5 F4 P

質(zhì)點動力距”質(zhì)點的動量對于某一個固定軸之距對于時間的導數(shù),等于作用于質(zhì)點上的力對于同一軸之距”的定理.

設:以”CA10B”配套6102機型基礎數(shù)據(jù)為基礎值和推導依據(jù).對該機型穩(wěn)定 轉(zhuǎn)/分 (慣性力矩相對平衡)狀態(tài)下.運動加速有效作用功效,采用直線轉(zhuǎn)換力矩與有效加速作用力矩分節(jié)方式作以下分析計算:

一 輸出推導數(shù)據(jù):

- T& `; K9 i9 P" U& q

( 一 )主要基礎數(shù)據(jù)

1 ,、數(shù)據(jù)及使用代表符號:

6 a$ p! \& ^0 G) Y8 [

活塞直徑: D = 101.6 mm

, J% X# G( P- n% v) A

主軸和連桿中心點距: R = 57.15 mm

, P& w7 ~% x9 a# l; b+ T; V

連桿兩軸中心點距: a = 217.3 mm

{) s/ R1 t3 x$ `0 Z& J7 v

旋轉(zhuǎn)距: n = 8.7489064  轉(zhuǎn)/米

8 A4 J, V- E, d/ G

5°平均直線距 : v = ffice:smarttags" />3.175 mm

1 S5 n& a5 d3 N; K

720°平均機械損失  pm = 1.92 kg

" N3 p; s7 U, q

壓力 :p                               角度 :θ (是未知角度)

力 : L                                 速度 :t

活塞行程 : s                           指定壓 :Pi

/ D( w7 `* W8 v, X5 l# K9 l

2、基礎數(shù)據(jù)推導計算式:

(1)    a 距使用角度:

$ d2 g9 ]( g! p0 |* n; |5 y0 q

aθ1 = R*θsin / a

1 X {, C- ?: a: S/ ]

aθ2 = R*θsin－偏量力1mm / a

4 S3 x% u- p3 W# S& t

(2)    活塞角度下行量:

θs=a+R – a*sin(Rθ+aθ1)/sinR∠

(3)    連桿作用曲軸角度切向力偶(力臂)

. H$ L6 j6 P8 N

    θc=R *sinθ / cos aθ2

(4)    5°單位平均角度直線作用距:  

γ=行程 Φ /  180°/5°=114.3mm / 36=3.175mm

, A$ v5 F x4 s% V, P, j

(5)    額定 轉(zhuǎn)/分 活塞角度沖量系數(shù):

2 t" _! }0 N6 ^" z2 d0 R7 _

t1/t2=θs/v 2800/1500 轉(zhuǎn)/分 m/ (s)

(6)    720°平均機械損失:

; ^; q$ P. o% e8 T5 o6 ~% s+ G

Pm=6kg/25 8%=1.92kg

(7)    角度汽缸壓力:

, W; [# ?/ D0 R/ y* K

依據(jù)”機型”燃燒過程出示的數(shù)據(jù).P值為5°平均值(中心平均值)

(8)    高,、低轉(zhuǎn)速,、速率:

8 l1 \$ H6 i1 Y

2800轉(zhuǎn)/分 /1150 轉(zhuǎn)/分 =2.4347826

& t' W* w/ f5 K1 t1 V

(二)有效作用角度行程主要計算數(shù)據(jù):

4 M8 N+ O; f2 u2 ^/ B6 a- m) K+ m8 Q; a! z3 \6 K) i3 }6 x' v6 F" G m; M( d4 f3 I: P* F( T) Z6 {8 M6 {" s6 H+ [$ a1 Z6 n% E" M6 U9 v/ s$ Q e- b" g6 i' _) z3 B) s- y+ a* i3 g, Z' n* [& R$ D- U5 t3 W. h) b* p2 Y- A, [. Q7 m B# o* @! C$ l+ {- P. K$ f' B. l4 `4 m6 Q8 S P; N+ h' g: n2 r9 ]- F' a! c u: }: u x- Z+ T: C v* ~* }% f' {4 q8 w' F5 x5 g( m! [: V5 \" l' t; `# Q1 ~/ F0 k: ~* x% L. F8 S

∠	KD	Smm	* g# G8 x& I& e2 l Lmm	* v6 G4 _3 z) h8 H/ P Tp1
5	. r( z2 j; V- D2 y 2800	8 E R: o4 b& f; B& v 0.274564	4.9817868	0.922535
10	3904.0908	0.820409	9.9323727	2.7565742
$ p C* j0 }$ Z8 h$ J- X- g 15	3741.8181	: p1 V r1 ]! N 0.820409	" h7 h( y) o, F2 O: u2 c9 F0 C 14.82139	. u3 i! N1 P! h9 `1 G 4.5574402
" F5 {* C: T" ^! f 20	3398.1817	( w0 o) v8 y( d X. H) y) t) C 1.876109	4 w% H( g. y% V+ n/ i& ] 19.618036	6.3037642
25	3130.909	2.373484	24.290905	. |) T# i2 k) S2 C" b/ j$ W2 s- U 7.9749062
7 ^# c7 C3 h5 T6 W9 _. ^ U 30	! K: |6 F. {9 Q4 E/ Q4 [ V* ^ 2800	2.842709	28.807891	9 t/ s. D" ~$ X- f' R 9.5515042

+ G# f! o5 u! c4 F! Y4 S

活塞沖量系數(shù)t2=t1/速率差

. k% S' Q, p0 O8 _

 

二  額定 轉(zhuǎn)/分 有效Pi:

根據(jù)”運動有效”加速 質(zhì)量/速度 應大于原物體運動速度 ”定律.依據(jù)沖量系數(shù)計算得出:活塞對曲軸有效加速作用最終角度約33.775°;由于尾值近似零值,為計算方便設使用角度為32.5·.

5 C& R( ?& V7 [2 W

(一)基礎偏移力矩:

/ E# c, U7 V, y$ z9 q3 \* P

設式:2800、1500 轉(zhuǎn)/分   θPL = θP*θL*γ/ 98.1 n s /  t1/t2

5 H1 \; z9 L3 I- ^

1．2800轉(zhuǎn)/分 PL f代表力偶米 )

( ~& d' Y3 c6 s/ S: ~% e! ]1 D

347．04665 kg / 114.3mm=3.0362787 kg/f

2. 1150轉(zhuǎn)/分 PL:

/ ]/ _ R. m+ x- F" R( M, p

844.98315kg / 114.3mm=7.3926785 kg/f

(二)額定 轉(zhuǎn)/分 有效加速作用pi值

% q7 h( k" d3 b7 X/ h# r, g

根據(jù):”質(zhì)點的動量在任何一段時間內(nèi)的變化、等于在同一時間內(nèi)作用力的沖量,、質(zhì)點動量定理”;質(zhì)點上的力對于一固定軸之距保持不變”質(zhì)點動量距守恒定律”.

機械損失”Pm與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系”機械定律”

; t/ M6 ?" S" d" W$ ~/ p

1,、  曲軸慣性力荷對連桿作用力向的轉(zhuǎn)移與 轉(zhuǎn)/非穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 的增值效率:

& }! J0 T! c: k$ p2 X: e; N, J

設慣性增值式:

: X# s% c8 Z8 M' A% x9 A8 o3 U

t * t/缸平均PL  180°/720°

設轉(zhuǎn)/非穩(wěn)定轉(zhuǎn)速增值式:

(基礎值 +慣性增值 – Pm) * 180°/720°

(1)2800轉(zhuǎn)/分有效值

①  10.668  *10.668 / 32.32684 *180°/720°=0.8801217kg

②  3.0362787+0.8801217 – 1.92 /  180°/720°=0.4991001kg

1 _ C6 N. w' B

③  Pi=3.0362787+0.8801217 – 1.92+0.49910 =2.4955005 kg

2、1150轉(zhuǎn)/分有效pi值:

/ N, s3 A5 `5 g+ e0 S

①  4.3815 *4.3815 /32.32684* 180°/720°=0.1484644 kg

②  7.3926785+0.1484644 – 1.92 /180°/720°=1.4052857 kg

7 |! W6 p; n' ^0 ~6 t: q, A

③Pi=7.3926785+0.1484644 – 1.92+1.4052857 =7.0264287 kg

3,、客觀上由于慣性力距對偏移力勢的極大影響.因此新型發(fā)動機都依次適當提高了轉(zhuǎn)速和輸出角度以求獲得更大的效率.

(三)轉(zhuǎn)/分 有效輸出功率:

$ {- f5 ^ E: N: d& b

式 : Ni=Pi ЛD²  * 3n* 6 /4* 2* 60* 75

1.       2800轉(zhuǎn)/分 輸出功率:  ps (馬力)

- _0 B4 e9 p1 D

2.4955005 * 3.1416 * 10.16 ² * 0.1143 * 2800 * 6 /4* 2* 60* 75 =43.166713(ps)

" a% Y2 p. r2 g$ L5 a# Q, ~

2.       1150 轉(zhuǎn)/分 輸出功率

7.0264287 * 3.1416  * 10.16* 10.16  * 0.1143  * 1150 *  6 /4* 2* 60* 75 =49.918987(ps)

* F3 D* T/ J; c! V8 i& t1 ^

   三 簡要分析

   根據(jù)”功率就是在單位時間內(nèi)所作的功”效率定律;效率:”p/2 *s=p *s/2”可平衡定義;”運動加速度”定律及客觀實踐中不同 轉(zhuǎn)/分 條件下實際有效負荷狀態(tài)分析,基本可以證實:該活塞對曲軸有效作用力矩計算結(jié)果,即是發(fā)動機穩(wěn)定 轉(zhuǎn)/分 條件下,最大有效輸出功率! 

/ O) P6 W: {( T3 R

   客觀上高轉(zhuǎn)速條件下地慣性質(zhì)量動能,是低至高轉(zhuǎn)速過程中負載剩余PL驅(qū)動運動質(zhì)量累積之”和”,當驅(qū)動力以負載平衡,、飽和,即動量距守恒狀態(tài);慣性力矩以不具繼續(xù)增長的因素,因此該轉(zhuǎn)/分有效輸出作用能力,只等于該穩(wěn)定轉(zhuǎn)/分條件下地”原發(fā)動量距”;(慣性動能地參加作用只能以犧牲質(zhì)量/速度為代價.因此,在力、載守恒狀態(tài)后,只能保持短時間內(nèi)”相似穩(wěn)定動力勢”)

任何一種必稱的度量單位,只要其品類相同,、不管其稱謂為何都應該能夠相互等量換算.功效單位也理應如此!所謂的發(fā)動機功率與扭距的雙重標準方式,實在有違”公理”約定?功效單位:重量,、速度、時間.1ps=75kgm/n=750kg *0.1m/n=7.5kg *10m/n可換可算:何來扭距之說?

客觀地分析這一物理轉(zhuǎn)換過程,將有助于解釋和評定:汽油機與柴油機,低速機和高速機,大排量與小排量機型同等標定功率而所謂扭距不等之間的實際作用效率問題!解釋所謂發(fā)動機實際作用效率只能達到50%－60%不達標問題!其更主要是微觀地認識,將有助于設計理性地開闊  ,、相對思考如何來解決和改善發(fā)動機汽缸有效容積壓力以輸出力偶(曲軸角度動力臂)之間的反差問題!傳統(tǒng)理念只能是一級臺階    

4 K$ u# y) @: F A- `

 

* j% }1 B) `# s# W+ Y& I

 

(由于技術(shù)和時間等若干問題,，作者本人短時間內(nèi)不能與您在網(wǎng)上對話和討論，,，在此謹表歉意,。)

                                                     

6 t" h7 [, K( i6 }

 

作者：韓佩義

長征

這個公式用在二沖程單缸發(fā)動機上不知道是否正確?請指教