Mavzu 3: ichki yonuv dvigatellari. Effekli va indikator quvvatlar. Reja

Haqiqiy dvigatellarning sikllari. Real ichki yonuv dvigatellari ideal aylanma sikl bo’yicha ishlay olmaydi, chunki ularda sodir bo’ladigan protsesslar real gazlar ishtirokida amalga oshadi. Real dvigatellarda sodir bo’ladigan protsesslar qaytmas va ochiq bo’ladi; ish jismning (havo bilan yonilg’i aralashmasining) ximiyaviy tarkibi faqat bir yunalishda o’zgaradi—yonuvchan aralashma yonish mahsulotlariga aylanadi. Teskari protsess—yonish mahsulotlarining yoqilg’i bilan havo aralashmasiga aylanish protsessi dvi­gatel silindrida sodir bo’lishi mumkin emas. Yonish mahsulotlari kengayib va ish bajarib, atmosferaga chiqib ketadi, ularning o’rniga esa yangi aralashma kiradi. Shunday qilib, bu yerda aylanma sikl uziladi.
Haqiqiy protsesslarda gazlarning issiqlik sig’imi temperaturaga bog’lik va shu sababli protsessning har qaysi momentida turlicha qiymatga ega bo’ladi. Haqiqiy dvigatellarda ish protsesslari jarayonida gidrodinamikaviy va mexanikaviy isroflar bo’ladi.
Dvigatelni ishlash vaqtida sinab ko’rish uchun unga maxsus asbob—indikator ulanadi, bu asbob dvigatelning ishini ko’rsatuvchi indikator diagrammasini chizadi. Indikator diagrammasidan yonish mahsulotlarining dvigatel silindrida bajargan foydali ishining kattaligi shuningdek, mexanikaviy qarshiliklarni yengish uchun sarflangan manfiy (befoyda) ishning kattaligi aniqlanadi.
Bundan tashqari, indikator diagrammasining shakliga qarab ish protsessida normadan chetga chiqilishi haqida fikr yuritish mumkin, diagrammasiz bularni aniqlab va yuqotib bo’lmaydi.
Dvigatellarning suvvati va f. i. k. O’rtacha indikatoriy bosim. 14.5 — rasmda tasvirlangan indikatoriy diagrammami ko’rib chiqamiz. Diagrammaning 1234 yuzi son jihatdan gaz silindrda bir ish sikli davomida bajargan indikatoriy ish ga teng.
Diagrammadan ko’rinib turibdiki, silindrda bosim vaqt o’tishi bilan kengayish yo’lining egri chiziri 3—4 bo’yicha o’zgaradi.
Agar indikatoriy diagramma o’rniga yuzi shu diagrammaning yuzi 12341 ga teng kilib olingan va asosi hajmlarining maksimal ayirmasiga baravar bo’lgan to’g’ri to’rtburchaklik ni olsak, bu to’g’ri to’rtburchaklikning tegishli masshtabda balandligi o’rgacha indikatoriy bosim ning qiymatini ko’rsatadi.
Shunday qilib, yonish mahsulotlarining porshenga kenga­yish yo’li davomida ta’sir etadigan muayyan shartli o’zgarmas bosimi o’rtacha indikatoriy bosim deyiladi; bu ta’sir vaqtida indikatoriy ish ga teng ish bajariladi.
O’rtacha indikatoriy bosim orqali ifodalangan indikato­riy ishni quyidagi formuladan hisoblab topish mumkin:
(13.5)
lekin bu yerda —porshen yuzi; — porshen yo’li.

13.5-rasm. O’rtacha indikato­riy bosimni geometrik tasvirlash

Ortacha indikatoriy bosim qiymatiga qarab ish protsessining samaradorlik darajasi, ya’ni dviga­tel bajaradigan indikatoriy ish haqida fikr yuritiladi.

qiymati qanchalik katta bo’lsa, indikatoriy ish shunchalik ko’p, silindrning ish hajmi dan foydalanilish darajasi shunchalik yuqori bo’ladi.
O’rtacha indikatoriy bosim kattaligi qo’llanilayotgan siklga, ortiqcha havo koeffitsiyentiga, siqish darajasiga va boshqalarga bog’liq.
Quyida dvigatellarning ba’zi tiplari uchun o’rtacha indi­katoriy bosim qiymatlari keltirilgan.

Dvigatelning nomi.	bar
Neft bilan ishlaydigan	2,5—4,5
Gaz bilan ishlaydigan	4,0—7,0
Kerosin bilan ishlaydigan	4,0—6,0
Benzin bilan ishlaydigan avtomobil dvigatellari	6,0—10,0
Benzin bilan ishlaydigan haidagichlari bor aviatsiya dvigatellari	12—18
O’z-o’zidan alanga oladigan qo’zg’almas daigatellar	5,6—6,5
O’z-o’zidan alanga oladigan tez yurar avtotraktor va aviatsiya dvigatellari	7,0—9,0

Keltirilgan ma’lumotlardan ko’rinib turibdiki, o’rtach indikatoriy bosim benzin bilan ishlaydigan aviatsiya dvigatellarida eng katta bo’ladi. Bunga sabab shuki, ularda ish protsessi ortiqcha havo koeffitsiyenti minimal bo’lganda amalga oshiriladi. O’z-o’zidan alanga oladigan dvigatellar ishlashida havoning ortiqcha koeffitsiyenti anch, katta bo’ladi. Shuning uchun yonilg’i o’z-o’zidan alanga oladigan dvigatellarda silindrning ish hajmidan foydalanish darajasi karbyuratorli dvigatellardagiga qaraganda past bo’ladi.
Dvigatellarning quvvati. Dvigatelning bir marta to’liq siklida silindr ichida gaz bajaradigan sekundiy ish indikatoriy quvvat deyiladi.
Vali ayl/minut tezlik bilan aylanadigan to’rt taktli dvigatel uchun bir minutdagi sikllar soni ga, ikki taktli dvigatel uchun esa ga teng. Taktlar soni istalgancha bo’lgan dvigatel uchun bir minutdagi sikllar sonini bilan ifodalash mumkin, bunda —taktlar soni. U holda dvigatelning har qaysi silindrida hosil qilinadigan quvvatni ushbu formula bo’yicha hisoblab topish mumkin:
(13.6)
bu yerda — dvigatelning indikatoriy ishi, j.
Maxrajdagi koeffitsiyent bir minutdagi aylanishlar sonini bir sekunddagi aylanishlar soniga hamda vattlarda ifodalangan quvvatni kilovattlarga aylantirish uchundir. Qisqartirgandan keyin quyidagini olamiz:
(13.7)
Ko’p silindrli oddiy dvigatelning indikatoriy quvvati quyidagiga teng:
(13.8)
bu yerda - dvigatel silindrlarining soni.
Indikatoriy quvvatning bir qismi porshen bilan silindr devorlari orasida, shatunlarning asos podshipniklarida taqsimlash mexanizmlarida, yonilg’i, moy, suv nasoslarida va boshqalarda vujudga keladigan ishqalanishlarni yengishga sarflanadi,
Shu sababli dvigatel valida olingan, effaktiv quvvat deyiladigan foydali quvvat indikatoriy quvvatdan ishqalanishni yengishga sarflangan quvvat miqdori qadar kichik bo’ladi:
(13.9)
Dvigatelning foydali ish koeffitsiyentlari. Shu vaqtga qadar ko’rib chiqilgan ish protsesslari ularning termik f. i. k. ning kattaligi bilan baholanar edi. Lekin dvigatelga amalda baho berish uchun indikatoriy f. i. k. bilan effektiv f. i. k. ni bilish kerak.
Indikatoriy f.i.k. dvigatel silindrida yonilg’ining issiqligidan foydalanilish darajasini ko’rsatadi. U indi­katoriy ishga aylantirilgan issiqlikning yonilg’ining sarf­langan barcha issiqligiga nisbatidan iborat:
(13.10)
bunda — yonilg’ining o’rtacha sarfi, kg\sek ,yoki m³/sek.
qiymatining katta bo’lishi dvigatel silindridagi ish protsessining yuqori sifatli ekanligidan dalolat beradi.
Effiktiv f.i.k. effektiv ishga aylantirilgan issiqlikning sarflangan barcha issiqlikka nisbatan foydalanilish darajasini ko’rsatadi:
(13.11)
bu yerda -effektiv quvvat.
Effektiv va indikatoriy f. i. k. o’zaro quyidagi nisbat orqali bog’langan:

bu yerda - mexanikaviy isroflarni hisobga oluvchi mexanikaviy f.i.k., u effektiv quvvatning indikatoriy quvvatga nisbati bilan aniqlanadi:
(13.12)