內(nèi)燃機(jī)的不同穩(wěn)定 轉(zhuǎn)/分 輸出效率

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

0 |+ ~* {. L e2 L/ _( |, Z% M

任何一點(diǎn)一滴的技術(shù)進(jìn)步都來源于對(duì)客觀事物物理性地深入認(rèn)識(shí).理解是發(fā)展的第一步!

: ^+ C7 e+ U# R1 u2 @

人們把追求提高傳統(tǒng)活塞式內(nèi)燃機(jī)功率的目標(biāo)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(chǔ)思維,、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)理性的變革;同時(shí)也包括對(duì)其功效,傳統(tǒng)”功率、扭距”雙重標(biāo)定尺度與否的重新認(rèn)識(shí).

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)力矩;以及曲軸圓周運(yùn)動(dòng),每角度旋轉(zhuǎn)距離均等特性.

運(yùn)動(dòng)加速度:  a=dv/dt=f’’ (t)

質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力距”質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量對(duì)于某一個(gè)固定軸之距對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù),等于作用于質(zhì)點(diǎn)上的力對(duì)于同一軸之距”的定理.

設(shè):以”CA10B”配套6102機(jī)型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)值和推導(dǎo)依據(jù).對(duì)該機(jī)型穩(wěn)定 轉(zhuǎn)/分 (慣性力矩相對(duì)平衡)狀態(tài)下.運(yùn)動(dòng)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(jì)算:

一 輸出推導(dǎo)數(shù)據(jù):

( 一 )主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

1 ,、數(shù)據(jù)及使用代表符號(hào):

活塞直徑: D = 101.6 mm

主軸和連桿中心點(diǎn)距: R = 57.15 mm

( `( g# P2 f7 w/ t

連桿兩軸中心點(diǎn)距: a = 217.3 mm

9 }3 F+ `/ i2 c/ Q8 b% H- U

旋轉(zhuǎn)距: n = 8.7489064  轉(zhuǎn)/米

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

% U# N0 D, ]: U" B, q o

720°平均機(jī)械損失  pm = 1.92 kg

( [2 {$ h& g8 M; o2 s3 \4 {

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

" d" \5 n9 O8 S k6 }: K

力 : L                                 速度 :t

+ G1 e& ?8 Z7 a

活塞行程 : s                           指定壓 :Pi

2、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)推導(dǎo)計(jì)算式:

% z# e2 i2 h7 P2 d' `2 @ d) E

(1)    a 距使用角度:

* R8 M8 y8 t1 e+ e% z) Q

aθ1 = R*θsin / a

aθ2 = R*θsin－偏量力1mm / a

' o2 f* ], Q+ F+ @! z* b. O

(2)    活塞角度下行量:

6 `7 j) C& A3 f/ Z

θs=a+R – a*sin(Rθ+aθ1)/sinR∠

0 c( t9 Q" X- ?' r4 Q

(3)    連桿作用曲軸角度切向力偶(力臂)

    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

(5)    額定 轉(zhuǎn)/分 活塞角度沖量系數(shù):

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

6 A! {/ t$ A* V0 ?8 K( V" H- J' Z, w

(6)    720°平均機(jī)械損失:

$ u0 i$ H' j Z; \- ^" v

Pm=6kg/25 8%=1.92kg

(7)    角度汽缸壓力:

依據(jù)”機(jī)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:

% m& u% x: W/ i% E, j& F( g

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

- K5 j% ]/ F9 I5 V

(二)有效作用角度行程主要計(jì)算數(shù)據(jù):

- q7 j' V/ C+ F6 w5 p, M' f0 _5 i+ ~% [$ V" @4 z: G2 Q3 X- V% l; p- t, E7 U1 ~3 I3 x8 W3 k A; [. x; [3 G, E" {8 F' q# v6 ~8 ^, }: _, e0 `3 `4 X1 C: Y0 A! ?% d8 @7 ^- c: R# k5 S5 s, E6 m( s/ M& ~! i4 S& d& s- Q2 X$ H# `% H# r7 _' H8 T8 j% Q& a; u2 E6 {; O+ H$ B" p0 a, s3 u: h' @+ Z7 E1 d0 @/ [4 |+ u/ {4 u3 e( i& t/ ~6 ]8 q$ u. E8 L5 `9 U3 m* {8 e+ g+ n* D3 w9 H5 p) \5 c' n5 z% a3 i0 L3 c: n8 V( B9 o7 U5 n+ M, q4 H' c

& f. u2 y, D1 t- J% q9 K$ W/ V ∠	+ S# Q2 z/ W0 Q KD	Smm	# E5 S! ?; R% [/ P Lmm	Tp1
: M7 K& g( U* p8 w7 v 5	2800	' X- `* w r G 0.274564	4.9817868	% M5 U7 }: X+ q 0.922535
) O1 {# M9 [8 [* n& i: ~ 10	3904.0908	: H1 {$ j+ x! f 0.820409	' p2 d, S; ?/ J3 G0 ~1 ^4 G8 M# _ 9.9323727	/ G0 V# j; `' I2 ]6 ] 2.7565742
15	3741.8181	0.820409	, g& A* O/ u! G6 K) _* z9 o4 s 14.82139	+ E0 K7 j; E: a& @) \. { 4.5574402
; N0 U- K {2 O6 r) } 20	3398.1817	6 K0 q4 r0 x- b# _9 k/ e 1.876109	. H; ~3 r' b) }# b# l7 v$ z 19.618036	$ u4 K9 p5 n- N$ o+ [ 6.3037642
& n/ ?$ F4 F0 n3 M 25	3130.909	2.373484	24.290905	* g+ n! y0 ^3 n 7.9749062
1 s: \) w+ M& F& P, v 30	2800	/ ~0 E: Y1 Z; {% C/ \ 2.842709	9 N) h6 r* e7 F7 z1 e, F( s 28.807891	1 b8 _7 R9 I! j) n 9.5515042

活塞沖量系數(shù)t2=t1/速率差

 

二  額定 轉(zhuǎn)/分 有效Pi:

根據(jù)”運(yùn)動(dòng)有效”加速 質(zhì)量/速度 應(yīng)大于原物體運(yùn)動(dòng)速度 ”定律.依據(jù)沖量系數(shù)計(jì)算得出:活塞對(duì)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(jì)算方便設(shè)使用角度為32.5·.

(一)基礎(chǔ)偏移力矩:

" j0 P$ ]7 e1 j, d5 C

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

! b" i4 q3 ?6 j& o$ y3 |/ c

1．2800轉(zhuǎn)/分 PL f代表力偶米 )

: w" a8 o# U! k, b! X4 P

347．04665 kg / 114.3mm=3.0362787 kg/f

2. 1150轉(zhuǎn)/分 PL:

( U m2 {, t+ ^. z

844.98315kg / 114.3mm=7.3926785 kg/f

' ~3 I0 [; K' Q9 E! W& \

(二)額定 轉(zhuǎn)/分 有效加速作用pi值

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

機(jī)械損失”Pm與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系”機(jī)械定律”

% A, E) a2 g" ^

1,、  曲軸慣性力荷對(duì)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:

: e# W% `8 f/ E, F4 e* @

設(shè)慣性增值式:

t * t/缸平均PL  180°/720°

設(shè)轉(zhuǎn)/非穩(wěn)定轉(zhuǎn)速增值式:

; H" t1 M4 h, e" N

(基礎(chǔ)值 +慣性增值 – Pm) * 180°/720°

(1)2800轉(zhuǎn)/分有效值

+ J( r$ p9 V( s- X3 o3 M

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

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

3 j0 R" M! Y# ^; H5 A) P1 Q

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

) p. w, N ^# n; Q5 i) d& Y

2、1150轉(zhuǎn)/分有效pi值:

: n/ O( ?+ ]4 p; z& z4 m4 M: G# `

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

% E6 [5 s4 _8 [

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

/ C0 V7 I# ]. y& V- L2 j. d; d# K6 Y

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

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

" j' I3 }' ^4 D% G; c$ L B; C

(三)轉(zhuǎn)/分 有效輸出功率:

式 : Ni=Pi ЛD²  * 3n* 6 /4* 2* 60* 75

/ t' o7 s7 _' @+ d7 L- T. [) C

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

3 |; L. K7 b. l; ^! [5 m$ `9 Z

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

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)

   三 簡(jiǎn)要分析

9 Z7 i o0 U7 h, g" V' n

   根據(jù)”功率就是在單位時(shí)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(yùn)動(dòng)加速度”定律及客觀實(shí)踐中不同 轉(zhuǎn)/分 條件下實(shí)際有效負(fù)荷狀態(tài)分析,基本可以證實(shí):該活塞對(duì)曲軸有效作用力矩計(jì)算結(jié)果,即是發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定 轉(zhuǎn)/分 條件下,最大有效輸出功率! 

# s$ L$ f X2 Y; J8 S

   客觀上高轉(zhuǎn)速條件下地慣性質(zhì)量動(dòng)能,是低至高轉(zhuǎn)速過程中負(fù)載剩余PL驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量累積之”和”,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力以負(fù)載平衡,、飽和,即動(dòng)量距守恒狀態(tài);慣性力矩以不具繼續(xù)增長(zhǎng)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(dòng)量距”;(慣性動(dòng)能地參加作用只能以犧牲質(zhì)量/速度為代價(jià).因此,在力、載守恒狀態(tài)后,只能保持短時(shí)間內(nèi)”相似穩(wěn)定動(dòng)力勢(shì)”)

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(yīng)該能夠相互等量換算.功效單位也理應(yīng)如此!所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)功率與扭距的雙重標(biāo)準(zhǔn)方式,實(shí)在有違”公理”約定?功效單位:重量,、速度、時(shí)間.1ps=75kgm/n=750kg *0.1m/n=7.5kg *10m/n可換可算:何來扭距之說?

2 P, Z0 k7 r7 s

客觀地分析這一物理轉(zhuǎn)換過程,將有助于解釋和評(píng)定:汽油機(jī)與柴油機(jī),低速機(jī)和高速機(jī),大排量與小排量機(jī)型同等標(biāo)定功率而所謂扭距不等之間的實(shí)際作用效率問題!解釋所謂發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際作用效率只能達(dá)到50%－60%不達(dá)標(biāo)問題!其更主要是微觀地認(rèn)識(shí),將有助于設(shè)計(jì)理性地開闊  ,、相對(duì)思考如何來解決和改善發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸有效容積壓力以輸出力偶(曲軸角度動(dòng)力臂)之間的反差問題!傳統(tǒng)理念只能是一級(jí)臺(tái)階    

/ ^! J1 M/ ~3 J$ j+ y

 

: j1 w( f% p3 I

 

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

                                                     

5 g. s& ~+ `, W/ P. Z8 q5 ]2 |& A3 u

 

作者：韓佩義

長(zhǎng)征

這個(gè)公式用在二沖程單缸發(fā)動(dòng)機(jī)上不知道是否正確?請(qǐng)指教