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" />

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

1 a5 y9 \8 r; O) a7 W% T |+ y

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.

4 X8 _, n0 K6 O7 }2 e1 c+ K/ a# [4 _9 N( ]

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)量對于某一個(gè)固定軸之距對于時(shí)間的導(dǎo)數(shù),等于作用于質(zhì)點(diǎn)上的力對于同一軸之距”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).對該機(jī)型穩(wěn)定 轉(zhuǎn)/分 (慣性力矩相對平衡)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):

/ q, W# b% ]- u" i$ I+ |6 q2 V* H

( 一 )主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

1 、數(shù)據(jù)及使用代表符號:

" l3 i/ G% B# v6 D" J- l

活塞直徑: D = 101.6 mm

主軸和連桿中心點(diǎn)距: R = 57.15 mm

" W# y! R! p1 j3 t' Y2 |6 p% A

連桿兩軸中心點(diǎn)距: a = 217.3 mm

& w/ L- D% Q7 A8 O

旋轉(zhuǎn)距: n = 8.7489064  轉(zhuǎn)/米

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

: p* m8 d1 ]7 r

720°平均機(jī)械損失  pm = 1.92 kg

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

/ z+ \8 I- G+ K3 `- Y4 q

力 : L                                 速度 :t

活塞行程 : s                           指定壓 :Pi

2、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)推導(dǎo)計(jì)算式:

(1)    a 距使用角度:

aθ1 = R*θsin / a

aθ2 = R*θsin－偏量力1mm / a

1 d7 \& r& ?! e3 Q3 z

(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)

    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)

' u" a& L/ b1 ?) w% S

(6)    720°平均機(jī)械損失:

' Z9 q7 M. v5 `; Q( v; l( ?

Pm=6kg/25 8%=1.92kg

(7)    角度汽缸壓力:

( t( g2 b7 U0 ~+ a& c

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:

y3 u2 u: u% C$ x

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

(二)有效作用角度行程主要計(jì)算數(shù)據(jù):

$ G/ c" s& h' j* I5 t s# q; M% f& ^0 R8 F6 C) E0 O4 r$ M; u* j& Q" ?& h8 Y" ~( y( P' b! z4 c9 @ W, o6 P8 O- u( P6 Z f" M4 o" @- g, i4 r% e& c8 b+ g4 Y6 a, v" I3 x0 ~# X- J' Y+ B! Z2 E' g! p! }" O$ y6 e. s! Z/ D+ b- y9 |$ o- w. V: @! M9 `2 Y$ j: N+ `# k+ p& `* E( _& K8 w1 [1 @. q" _: }4 f8 O3 I7 T5 T) C. P- q1 P: x0 Q& f& ^, Y; F. ^8 D1 j* X% f% N3 D: B( K# U1 j+ Y$ }* P9 L) c% w/ U1 i* {# j+ d# `# U- w" q V+ q4 b4 }: I" u! X/ S' s6 g4 z" f6 o! k& M, z; | l+ `" a) k" g: l7 }+ y. Z# _! M- j7 E. Y! I. l( m+ ^" `5 f' S0 c& S# m& X

# y' v* K% A4 N! \* T; p! u& H ∠	KD	& w; m2 s& w# X2 S' f# [ Smm	Lmm	& e% {* U; Z4 d; o) {) Z0 \ Tp1
5	( T& [* D8 g1 m* y* o 2800	3 f7 B- h* d3 q9 g g; u 0.274564	* m) Q( X3 c3 p+ ~- [+ I 4.9817868	- E, W/ O( r, |# p, u9 Y+ j" { 0.922535
10	T/ w/ |7 i. f5 Q5 f( R 3904.0908	( X/ C4 b" f6 L# g6 w+ }: Y 0.820409	5 N2 A; H0 ?( d7 V' J 9.9323727	2.7565742
15	3741.8181	0.820409	/ {* k. L7 y- j7 x7 U& W- E 14.82139	5 A, ]5 B" @5 C; a- t5 z. S 4.5574402
20	( u/ ~# a) S! S) m$ @ 3398.1817	1.876109	19.618036	6.3037642
25	3130.909	" a6 f4 F2 z! Z% e2 B& M6 Z- ^ 2.373484	24.290905	1 m9 A% Y+ i8 \" Q1 ^' W6 O* a- d 7.9749062
30	4 y1 Y9 W' p+ G4 p1 R1 P7 L9 G 2800	2.842709	28.807891	9.5515042

; J6 b" N- U: h* {/ W9 c

活塞沖量系數(shù)t2=t1/速率差

% n6 K+ i5 R* w( t

 

4 u; d$ ~8 e) z+ q6 V9 d- W

二  額定 轉(zhuǎn)/分 有效Pi:

. d; X0 e) r0 |

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:

& x5 {6 G$ l0 o8 w, J7 e

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

1．2800轉(zhuǎn)/分 PL f代表力偶米 )

347．04665 kg / 114.3mm=3.0362787 kg/f

2. 1150轉(zhuǎn)/分 PL:

3 u3 Y5 B& U% y( {6 W) o- L( l" W

844.98315kg / 114.3mm=7.3926785 kg/f

(二)額定 轉(zhuǎn)/分 有效加速作用pi值

) S% D( g9 ]) |8 B! ? @

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”

3 {7 P! c0 t9 `3 W& G9 z

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:

設(shè)慣性增值式:

0 b5 b! C% Z! s: i0 \& q" x% m' R

t * t/缸平均PL  180°/720°

設(shè)轉(zhuǎn)/非穩(wěn)定轉(zhuǎn)速增值式:

(基礎(chǔ)值 +慣性增值 – Pm) * 180°/720°

(1)2800轉(zhuǎn)/分有效值

X) @9 c( R) a8 H. v- V" d

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

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

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

2、1150轉(zhuǎn)/分有效pi值:

7 F/ p4 d0 c( V: H) Z

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

5 ]* W2 S( q9 }! [9 ^/ y" A

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

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

% R' @: z3 `) I1 k

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(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.

% p2 C9 W( S( W* Y$ F

(三)轉(zhuǎn)/分 有效輸出功率:

式 : Ni=Pi ЛD²  * 3n* 6 /4* 2* 60* 75

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

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

" e. r6 o1 p1 f

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)

0 w7 n2 I7 C1 \" Z; q ?. u

   三 簡要分析

   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! 

; n' U3 S s( m- ~1 w

   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”)

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?

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(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,將有助于設(shè)計(jì)理性地開闊  、相對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)理念只能是一級臺階    

 

' v# o( G6 d5 P' Q/ k% k6 S( [

 

k d; p: S( v N/ c3 E

(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)上對話和討論，，在此謹(jǐn)表歉意。)

4 X0 V& m7 ~ H8 W# Q% X; z

                                                     

! C: _6 j9 y8 f' [0 N4 y5 Q

 

作者：韓佩義

長征

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?請指教