Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Переходные режимы, перегазовки

Переходные режимы, перегазовки

Если думаете, что на этих режимах нет неожиданностей, то напрасно. Есть.

Увязка в карбюраторе сразу всех 8…9-ти основных и соответствующего числа переходных режимов приводит к тому, что если удается настроить все основные режимы на бестопливный, то переходные режимы и перегазовки, как правило, не удается, так как больше нечем. Поэтому последние идут с некоторым, небольшим, расходом топлива, причем ненужного в данный период, но вынужденно подсасываемым в двигатель. Тем не менее, в камерах сгорания цилиндров двигателя в основном идет автотермический режим горения, так как топлива подсасывается менее 1 л/ч и даже менее 0,2 л/ч. Более того, при прогретом двигателе (t>90 0 С) даже на переходных режимах и перегазовках расход топлива почти равен нулю.

Как и обычное горение, автотермический режим является атомной реакцией, в результате которой элементарные частицы – электрино отдают свою кинетическую энергию плазме горения, нагревая ее путем контактных соударений или электродинамического взаимодействия с другими участниками процесса. При этом в микроколичествах образуются некоторые химические элементы, которые тут же частично окисляются и выбрасываются с выхлопными газами (не пугайтесь, – этот процесс идет точно так же и при обычном горении). Ряд нестабильных изотопов работают как катализаторы горения. При стационарных режимах работы двигателя соблюдается равновесие между выделением энергии в камерах сгорания и ее потреблением в двигателе.

На переходных режимах работы двигателя наблюдается неожиданная специфика, которая заключается в следующем. Когда вы нажимаете педаль газа и открываете заслонки для подачи воздуха в цилиндры, то двигатель набирает обороты и мощность. Но педаль можно нажать очень быстро, а двигатель набирает обороты, преодолевая инерцию, не сразу, а постепенно. Это рассогласование по времени между началом усиленной реакции горения в камере сгорания и началом периода установившихся оборотов двигателя после их набора приводит к избытку невостребованной энергии скоростных электрино во время переходного периода и перегазовок. Невостребованные скоростные электрино образуют радиоактивное мягкое рентгеновское излучение, которое распространяется за пределы камеры сгорания на 0.5…1.0 м; в салоне его нет. Практически излучение наблюдается вблизи камер сгорания, а его уровень достигает значения, превышающего фон в 10…400 раз, например, 4000 мкР/ч. Этот уровень, превышающий допустимый, хотя и локально и кратковременно, следует учитывать при проведении работ или размещении водителя непосредственно на двигателе, вблизи него.

Но самое, пожалуй, неожиданное для людей, незнакомых с теорией, в том что импульсы такого же уровня излучений характерны не только для автомобилей с автотермическим режимом горения, но и для автомобилей с обычным режимом горения топлива. При этом, чем больше мощность двигателя, тем уровень и жесткость излучения больше. Длительность импульса определяется, как указано, периодом рассогласования времени нажатия педали газа и раскрутки двигателя до установившихся оборотов. Отсюда возникает и мера для исключения импульса излучения – медленное нажатие педали, хотя сам период настолько мал, а импульс сразу после набора оборотов пропадает совсем, что его, видимо, можно и не учитывать. В остальных режимах радиоактивность вокруг и в салоне автомобилей и с обычными и с автотермическими режимами лишь немного превышает фон и находится в пределах допустимых норм.

Излучение с частотой выше оптического диапазона точно так же наблюдается и в обычных двигателях, и при взрывах, и – на лазерном луче. При взрывах специально никто не измерял, но отмечают большие наводки на различных датчиках, а также – засветку кино- и видеопленки в момент движения детонационной волны по зоне взрыва: начало и конец взрыва нормально фиксируется в оптическом диапазоне, а в краткий миг прохода детонационной волны, например, 10 мс, засветку во весь кадр дает излучение в надоптическом диапазоне (ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма излучения). При взрыве воздуха в фокусе лазерного луча в краткий миг импульса, например, 2мкс, непокрытые одеждой кожные покровы людей, находящихся вблизи вспышки, получают ожоги, как при загаре за целый день. Все это подтверждает, что энерговыделение (ФПВР) – это атомный процесс, сопровождающийся излучением скоростных электрино.

Сезонные особенности

Сезонные особенности эксплуатации автомобильных двигателей и их настройки на автотермический бестопливный режим работы относятся, прежде всего, к пуску и прогреву. Сначала сам факт: настроенный на предельно бедную смесь холодный двигатель в зимнее время просто так не запускается. Этот факт никого не удивляет. Но почему в летнее время двигатель с такой же настройкой запускается и после прогрева выходит на автотермический режим, а зимой – не запускается.

Влияет совокупность факторов, к которым можно отнести: низкие температура, влагосодержание воздуха, расход топлива, уровень их каталитической обработки.

Низкая температура затрудняет разрушение межатомных связей в молекулах компонентов горения, в то время как высокая температура является одним из инициирующих воздействий разрушения на атомы и образования плазмы, необходимой для горения. Вторым необходимым условием горения как фазового перехода высшего рода (ФПВР) является, как было установлено /5/, наличие электронов. Если воздух и топливо в холоде при пуске двигателя плохо разрушаются, да еще топлива предельно мало, то откуда возьмется достаточное количество электронов – их нет. Именно поэтому при обычном горении и пуске расход топлива в самом начале пуска и прогрева увеличивается до трех и более номинальных значений.

Немаловажным фактором является влагосодержание воздуха. В летнее время при температуре, например, +25 0 С и относительной влажности 50%, влагосодержание воздуха составляет 10 г/кг (десять граммов воды в виде пара на один килограмм воздуха), то есть – 1% по массе. При той же температуре и 100%-ной влажности влагосодержание (насыщенного) воздуха увеличивается до 20 г/кг, то есть – до 2%. В зимнее время воздух сухой. Его влагосодержание снижается на 1…2 порядка, то есть до десятых и сотых долей процента. Во влажном воздухе на атомы разрушаются не только молекулы азота и кислорода воздуха, дающие электроны, но влага. Монокристалл воды является цепочкой молекул, соединенных электронами связи: при его разрушении освобождается сразу 3760 электронов (по одному на каждую молекулу). При разрушении молекул воды освобождается еще по два электрона на каждую молекулу. Итого – три электрона на одну молекулу или, что то же, один электрон на 6 атомных единиц массы [а.е.м.]. При разрушении бензина получается примерно один электрон на 4 атомных единиц массы. Как видно, топливо и вода по эффективности их использования как горючего, поставляющего электроны, примерно одного порядка. Воздух от них отстает, так как при его разрушении получается примерно 16 а.е.м. на один электрон, ставший свободным генератором энергии. Однако, и воздух и вода содержат, в отличие от топлива, достаточное количество атомов кислорода и поэтому самодостаточны для горения, так как их плазма содержит всё необходимое для ФПВР: и атомы кислорода и электроны.

Читать еще:  Двигатели ваз и узам что лучше

Сравним теперь расходы топлива и воды, как влаги воздуха, в автомобильных двигателях при обычном горении. Из стехиометрического соотношения 1:15 следует, что топлива потребляется примерно 7% по массе от необходимого расхода воздуха. Но и в воздухе влаги содержится от 1 до 2%, а с учетом коэффициента избытка воздуха – до 5…6%. То есть двигатель потребляет влаги примерно столько же, сколько и топлива. Именно поэтому дефицит влаги, как донора электронов наравне с топливом, зимой затрудняет пуск двигателя. Из опыта, освещенного в технической литературе, например, /3/, известно, что добавка в топливно-воздушную смесь 1…2% воды улучшает процесс горения и снижает расход топлива до 30%. Кроме того, приготовление хорошей смеси 50% топлива и 50% воды, связанных на молекулярном уровне в виде нерасслаивающейся эмульсии, дает тот же эффект по теплотворной способности топлива, что и чистый бензин /2/. Этот факт подтверждает идентичность работы влаги и топлива в горючей смеси, причем именно поровну.

Из сделанного анализа следуют меры, которые нужно принимать, чтобы двигатель с обедненной смесью можно было легко запустить не только летом, но и в зимнее холодное время года:

1. Лучше всего, конечно, усилить магнитно-каталитическую обработку воздуха и топлива перед подачей в цилиндры двигателя. Тогда могут не понадобиться другие меры, что упростит систему пуска.

2. Увеличить подачу топлива на период пуска.

3. Увлажнять воздух, добавляя 1…2% влаги.

4. Осуществлять предварительный подогрев воздуха, влаги, топлива и самого двигателя.

5. Усилить инициирующее воздействие в цилиндрах двигателя (конденсаторы-накопители, плазменные свечи зажигания и т.п.).

6. Подать в цилиндр пучок электронов извне, например, из электронной пушки.

Все эти меры, конечно, могут усложнить систему пуска двигателя, поэтому применяются в разумном сочетании друг с другом.

13.4.6. Лучший вариант подготовки двигателя
к автотермическому режиму.

В настоящее время лучшим вариантом является наработка достаточно «толстого» (

20 мкм) слоя катализатора на стенках цилиндров двигателя. Это соответствует наезду примерно 4000 … 5000 км с оптимизатором. При этом нужно намеренно занизить компрессию, например, до 7 кгс/см 2 , при первоначальном увеличении зазора на 20 мкм. При наработке катализатора этот зазор закроется и компрессия автоматически восстановится до 12 кгс/см 2 . В этих условиях двигатель может работать без топлива, без оптимизатора и без усиленных свечей на всех режимах, оборотах и нагрузках.

14. Основные направления
естественной энергетики

I. Энергетика:

Двигатели.

1.1. Карбюраторные двигатели.

1.2. Инжекторные двигатели.

1.3. Дизельные двигатели.

1.4. Газотурбинные двигатели.

1.5. Другие (Стирлинга, Сказина, … и т.п.).

Электростанции.

2.1. На основе двигателей (по п.1).

2.2. На основе магнитных электрогенераторов (МЭГ).

2.3. На основе виброрезонансных электрогенераторов.

2.4. На основе кавитационных электрогенераторов.

Теплогенераторы.

3.1. На основе источников электроэнергии (по п.2).

3.2. Кавитационные теплогенераторы.

3.3. С горелочными устройствами.

3.4. Модернизированные котельные.

4. Персональные электрические бестопливные машины (ЭБМ).

4.4. Крупных жилых домов (домовые).

II. Транспорт

Автомобильный.

1.1. Легковые автомобили.

1.2. Грузовые автомобили.

1.3. Большегрузные автомобили.

Железнодорожный.

2.1. Тепловозы с двигателями внутреннего сгорания.

2.2. Электровозы с автономными электроисточниками.

Воздушный.

3.3. Аппараты с вихревыми движителями.

Водный.

4.1. Корабли и суда с воздушными бестопливными энергоустановками.

4.2. Корабли и суда с водяными бестопливными энергоустановками.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общая характеристика переходных режимов электроприводов, их классификация и понятие об оптимальных переходных процессах

Переходным процессом или переходным режимом электропривода называется режим его работы при переходе от одного установившегося состояния к другому, когда изменяется скорость, ток, момент, ускорение. Причинами возникновения переходных режимов является либо изменение нагрузки, либо воздействие на электропривод при управлении им, т.е. пуск, торможение, реверс и т.п. Они могут возникнуть в результате аварии или других случайных причин, например, при изменении величины напряжения или частоты сети, несимметрии напряжения по фазам, изменении порядка следования фаз, полном исчезновении напряжения, обрыве проводов и т.п. У некоторых механизмов, таких как кривошипно-шатунные прессы, ножницы, подъемно-качающиеся столы некоторых прокатных станов, установившихся режимов вообще нет, а их рабочие режимы представляют собой периодические переходные процессы.

Читать еще:  Starline a91 датчик температуры двигателя установка

Переходные режимы играют огромную роль в работе электропривода и механизма, и часто их характер предопределяет производительность механизма и качество выпускаемой продукции. Поэтому их изучение имеет большое практическое значение. Анализ этих режимов дает возможность правильно рассчитать мощность электродвигателя и выбрать его, уменьшить расход энергии при пуске и торможении, позволяет выявить предельно допустимое с точки зрения нагрева число включений в час двигателя электропривода, работающего большую часть времени в переходных режимах.

Лишь ограниченное число механизмов допускает возможность проектирования их электропривода без учета характера протекания переходных процессов. К ним относятся некоторые редко пускаемые и длительно работающие механизмы с простейшими пусковыми устройствами, например, вентиляторы, насосы, а также механизмы, в которых производственный процесс настолько груб, что к их электроприводу вообще не предъявляется каких-либо особых требований, кроме обеспечения заданной мощности (бетономешалки, камнедробилки и т.п.).

Характер переходного режима электропривода зависит от свойств рабочей машины, типа электродвигателя и его режима работы, передачи. Теоретическое рассмотрение переходных процессов с учетом всех влияющих факторов часто затруднителен, ибо не всегда можно аналитически выразить законы изменения отдельных параметров, или же поведение электропривода в переходных режимах описывается системой уравнений высоких порядков. К счастью, далеко не во всех случаях требуется детальный учет всех факторов. Второстепенные факторы могут не приниматься во внимание.

На протекание переходных процессов значительное влияние оказывает механическая, электромагнитная и тепловая инерция. Механическая инерция, характеризуемая электромеханической постоянной Тм, зависит как от инерционных масс и характера нагрузки Мс, так и от электромеханических свойств двигателя. Электромагнитная инерция характеризуется электромагнитной постоянной Тэ, зависящей от L и R электрической цепи. Тепловая инерция характеризуется постоянной времени нагрева Тн, зависит от теплоемкости машины и ее теплоотдачи. Поскольку тепловые процессы протекают значительно медленнее электромагнитных и механических, их при анализе переходных процессов электропривода не принимают во внимание.

Если механическая инерция практически всегда ощутима и сказывается на переходных процессах, то электромагнитная инерция может быть и несущественной и практически не влиять на характер протекания процесса. В связи с этим, когда не требуется очень большой точности, учитывается только механическая инерция. Переходные процессы в этом случае называются механическими.

Если учитывается только электромагнитная инерция (например, в цепях возбуждения), переходные процессы называются электромагнитными, а если учитывается механическая и электромагнитная инерция – электромеханическими.

Переход из одного установившегося состояния в другое может совершаться по различным траекториям. При управлении электроприводом стремятся выбирать такие, которые обеспечивают максимальное быстродействие, минимум потерь энергии и динамических нагрузок, максимум полезной работы и оптимальные значения других показателей.

Наиболее часто требуется обеспечить изменение скорости электропривода за минимальное время при ограничении момента двигателя. Такие переходные процессы называются оптимальными по быстродействию при ограничении момента. Этому условию при Мс=const соответствует равномерно ускоренный характер изменения скорости при М=Мдоп=const (см. кривые 1 и 2 на рис. 4.1.1).

Если Мс=f(ω), то скорость при реверсе в процессе торможения и пуска должна изменяться с различными ускорениями в случае реактивного Мс, как показано на рисунке.

Для некоторых механизмов, например, пассажирских лифтов, переходные процессы должны протекать при строго ограниченном ускорении. Условием минимальной длительности переходного процесса является поддержание постоянства ускорения при различных нагрузках. Такие переходные процессы называются оптимальными по быстродействию при ограничении ускорения ε.

В этом случае зависимость ω=f(t) должна оставаться неизменной при разных Мс, а момент двигателя при этих разных Мс будет изменяться.

Однако, в ряде случаев момент двигателя не реагирует на изменение нагрузки. В этом случае для ограничения ε при любых Мс допустимый пусковой момент двигателя необходимо выбрать из условия:

Так вот, если Мпуск выбран в соответствии с данным выражением и при различных нагрузках остается неизменным, ускорение электропривода при возрастании нагрузки будет уменьшаться и при Мсс макс примет значение

Электротехника — проектирование, расчеты, примеры выполнения

Переходные режимы и их влияние на работу электропривода

При неизменных управляющем и возмущающем воздействиях система обычно находится в равновесном состоянии, т.е. работает с постоянной скоростью. Такой режим называется установившимся. Изменение электромагнитного или статического момента вызывает появление так называемого избыточного, или динамического, момента, который в зависимости от его знака вызывает разгон или затормаживание электропривода. Процесс перехода электропривода от одного установившегося состояния (режима) к другому носит название переходного процесса (режима).

В большинстве случаев переходные процессы существенно влияют на работу электропривода. Уменьшение их длительности уплотняет график рабочего процесса, что ведет к увеличению производительности исполнительного механизма. Определенный характер переходных процессов способствует повышению качества выпускаемой продукции. Для электропроводов, работающих большую часть времени в переходных режимах, последние имеют важное значение при выборе двигателя в определении расхода энергии.

Причинами возникновения переходных процессов являются:

– изменение нагрузки, вызванное производственной необходимостью;

– осуществляемое в процессе управления двигателем изменение схемы включения (пуск, торможение и другие) и параметров двигателя сопротивления цепи ротора, якоря или обмотки возбуждения);

– изменение параметров питающей сети (напряжения, частоты).

Длительность и характер переходных режимов определяются:

– механической инерцией вращающихся и поступательно движущихся масс привода и рабочей машины;

– электромагнитной инерцией обмоток электрических машин и аппаратов электропривода;

– тепловой инерцией элементов привода, подверженных нагреву.

Наибольшее влияние на переходные процессы оказывает механическая инерция, которую чаще всего и учитывают при выполнении практических расчетов. Переходные процессы, в которых учитывается лишь механическая инерция, условно называются механическими переходными процессами (режимами).

Механическая инерция характеризуется электромеханической постоянной ТМ, зависящей от маховых масс привода и исполнительного механизма, электромагнитного момента и электромеханических свойств двигателя, определяемых сопротивлениями его цепей. Для двигателя с независимым возбуждением, например, электромеханическая постоянная выразится уравнением

Читать еще:  Горит чек и вентиляторы включаются на холодном двигателе

где Rа – сопротивление якорной цепи двигателя;

к = сФ – коэффициент постоянного потока.

Из приведенного выражения электромеханическую постоянную можно определить как время, в течение которого двигатель с моментом инерции J под действием неизменного момента, равного моменту короткого замыкания МК, разгоняется вхолостую из неподвижного состояния до скорости идеального холостого хода ω0.

Целью расчета переходных процессов является определение характера изменения скорости, тока и момента двигателя за время пуска, торможения, изменения нагрузки или какого-либо другого переходного режима. Возможно также решение и обратной задачи: определение времени, за которое скорость или другая интересующая нас величина изменяется в заданных пределах.

Методы расчета переходных процессов зависят от вида механической характеристики двигателя и от характера статического момента, создаваемого исполнительным механизмом. Различают аналитические и графические методы расчета.

Аналитические метода на основании решения частной задачи позволяют сделать обобщающие выводы о характере переходных процессов, происходящих в аналогичных условиях. Однако они становятся слишком громоздкими или вовсе невозможны в тех случаях, когда

– механические характеристики двигателя или исполнительного механизма нелинейные;

– процессы, протекающие в электроприводе, описываются дифференциальными уравнениями высоких порядков;

– статический момент, приложенный к валу двигателя, является функцией не скорости, а пути или времени. В этих случаях пробегают к графическим или графоаналитическим методам расчета переходных процессов электроприводов.

Режимы работы ГЭУ в составе пропульсивного комплекса.

Режим работы ГЭУ определяется положением органов управления установкой и внешними условиями плавания (температурой воздуха и забортной воды, состоянием поверхности моря, наличием течения, помех и т.д.).

Все возможные режимы работы главных двигателей делятся на устойчивые и неустойчивые.

Устойчивые режимы характеризуютсяустойчивостью нагрузки, частоты оборотов вала и теплового состояния деталей двигателя при допустимых отклонениях. Они могут бытьпри неизменных малых, средних и полных ходах судна вперед и назад, на перегрузочных режимах, при минимально устойчивой частоте оборотов вала.

В случае изменения хотя бы одного из показателей работы двигателя в заданный промежуток времени режим работы становится неустойчивым.

Неустойчивые режимы работы главных двигателей наблюдаются при пуске, остановке двигателя, трогании судна с места, при разгоне, реверсировании, циркуляции и в других случаях. Каждый из неустойчивых режимов может иметь место при разных условиях плавания.

Смена режимов может происходить преднамеренно или случайно.

При эксплуатации за устойчивый режим работы двигателя как правило принимают режим, при котором после установки органов управления в фиксированное положение частота оборотов и вращающий момент на валу остаются постоянными (по показанию штатных КИП).

Переход ГЭУ во время эксплуатации с одного устойчивого режима на другой вследствие изменения положения органов управления называется переходным режимом.

Важнейшими эксплуатационными режимами транспортных судов являются:

ходовой режим – на самом малом, малом, среднем, полном и самом полном ходу (вперед и назад). Ходовые режимы могут осуществляться днем и ночью, в разных метеоусловиях, на чистой воде или с битым льдом, на ровном киле, с креном или дифферентом.

стояночный режим – во время грузо-разгрузочных операций или без них;

режимы и переходные процессы при маневрировании – во время снятия с якоря, вхождения в порт и выходе из порта, смены хода судна и др.

Рассмотрим некоторые особые случаи работы главных дизелей в составе пропульсивного комплекса.

8.3.1 Работа дизеля на швартовых.

Такой режим является наиболее тяжелым из устойчивых режимов работы ГЭУ.

На швартовых прогревают дизель с непосредственной передачей мощности на винт перед выходом судна в море, а также при испытании ГЭУ строящихся и ремонтирующихся судов. Кроме того, во время эксплуатации дизель может работать на режимах близких к швартовым: при страгивании судна с места, стягивании с мели, буксировании судов и плавучих сооружений.

При работе на швартовых дизель не может развивать номинальное число оборотов из-за значительного возрастания момента, что может вызвать тепловое перенапряжение двигателя. Поэтому в этих случаях частота вращения вала дизеля должна равняться определенному значению nш. Для транспортных судов с малооборотными дизелями nш=(0,65…0,8) nном, для быстроходных судов со специальными обводами корпуса nш=(0,4…0,5) nном.

Необходимо строго выполнять данные ограничения числа оборотов вала дизеля во избежание его перегрузки.

8.3.2 Работа двигателей и движителей на переходных и переменных режимах.

Уже отмечено, что такие режимы работы ГЭУ наблюдаются при страгивании судна, при разгоне и выведении на полный ход; при реверсировании, при волнении моря, на циркуляции и при работе в условиях мелководья. Рассмотрим особенности таких режимов.

Работа двигателя с ВРШ при разгоне судна.При страгивании и разгоне судна кроме сопротивления воды необходимо преодолеть и силу инерции массы судна.

В установке с прямой передачей на ВРШ без разъединительной муфты во время пуска двигателя одновременно начинает вращаться ВРШ. В первый момент скорость близка нулю и двигатель работает также как на швартовых. После страгивании с места частота оборотов вала двигателя и гребного винта увеличивается, нагрузка на двигатель снижается, а судно заканчивает разгон. Для обеспечения дальнейшего разгона увеличивается нагрузка на дизель, а затем, путем ступенчатого увеличения нагрузки, выводят ГЭУ на заданный режим.

Разгон может осуществляться и более быстрее. Для чего после пуска двигателя топливный насос переключается на максимальную передачу.

Разгон судна с ВРШ происходит быстрее, чем с винтом фиксированного шага.

Дата добавления: 2016-06-09 ; просмотров: 4243 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector