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Lister Petter柴油机

发动机的性能、背景

在活塞式发动机中,化学能通过燃料燃烧转化为热能,然后通过活塞旋转曲轴转化为机械能。燃烧过程中产生的热量引起的气体膨胀导致气缸压力增加,这个力使活塞向下移动,从而最终使螺旋桨旋转。

这个过程超过一百年的历史,并产生机械动力这种方式没有变化,活塞发动机的效率在同一时间段内通过少量提高。可以安全地说,原创设计相当不错。

发动机的功率是一种测量它在一定时间内做功速率的方法。
在这个页面上,我们将探讨如何开发力量,工作和权力,并向您展示一些洞察力的发动机效率(因为这个世界上的任何东西都是完美的)

当然,这将涉及一些基本物理的复述,因为我们都过去常常在学校学习。



一些背景知识

为了更好地理解引擎是如何创造能量的,我们需要重新学习一些我们曾经学过但可能已经遗忘或多年未使用过的物理知识。

力,工作和动力

为了使一个物体改变它的速度或方向,我们需要对这个物体施加一个力。这个公式是:f = m×a,在那里是质量和一个是加速。这种力量在牛顿或kgm / s中表达2.这种效果也被称为牛顿的第2律法。

当一个力(或力矩)作用在一个物体上使它运动时,就做了功。所以力除以距离等于功。在一个公式:W = F × d,在那里F是力量d是距离。功的单位是牛顿×米,Nm。它与焦耳相同,过去被称为英尺磅或英尺磅。

功率就是做功的速率。在一定时期或时间内的工作量。它的公式:p = w / t,在那里W是工作和t是时候了。功率以瓦特(W)表示,相当于每秒1焦耳(J / s)。如今,发动机力量在kW中表达和旧系统中的HP(马力)。

引擎

对于像螺旋桨这样的旋转物体,我们在做功时必须使用转速或角速度,而不是距离。扭矩(功)的功公式为t = f×r,在那里F是力量r是半径。将公式改写为:f = t / r

根据定义,我们知道线性距离是线速度×时间=半径×角速度×时间
然后是:(力×线性距离)/时间或者在一些转换之后扭矩×角速度角(或转动)速度是多少2πRPM瓦特(W)中的电力,NM和RPM的扭矩每分钟转速。

在应用英制单位(33000英尺·lbf/分钟每马力)的转换系数后,功率(HP)最终成为(扭矩×rpm)/ 5252因为33000 / 2π = 5252.11左右。

活力

能量是随着时间的推移工作的能力,它在焦耳中表达。例如:一千克汽油或喷射均含有约44mJ,但随着喷射的液体浓度,它具有更多的每升能量。这部分地解释了柴油发动机供电飞机与燃料箱中具有相同内容物的AVGAS模型相比,柴油发动机动力飞机的较长范围内解释。

测量发动机功率

为了确定动力,发动机可以递送它安装在测试库上,并且其扭矩在Severals RPMS下测量,然后使用其RPM转换为电力。该方法获得制动马力,BHP。发动机本身产生稍微产生的功率,因为​​它必须克服内部摩擦,并使用发动机制造商指定的油将使这种效果最小化。

通过将电动机连接到发动机(在指定的工作温度)并测量旋转发动机所需的电力来获得内部摩擦。发动机油的粘度,发动机的设计,其RPM和附件都决定了内部摩擦损失的力量。具有良好的发动机设计,这可以最小化。

额定功率

这通常以这样的形式表示:160 BHP在2700 RPM。额定高度是在油门全开的情况下开发额定功率的高度,对于正常吸气的发动机来说,这将是在平均海平面(MSL),而如果发动机是超级或涡轮增压的,则是在更高的高度。

引擎效率

效率是指所使用燃料的能量和发动机所做的有用功的比率。因此制动热效率=制动功率(焦耳/秒)/油耗(焦耳/秒),或不同地说:制动器特定燃油消耗=燃料流量/制动力以kg / hr每个瓦特,或每bhp的lb / hr。Avgas(或汽油)发动机的效率约为20-30%,在柴油柴油柴油柴油柴油柴油柴油柴油柴油的30%,大型两冲程海洋柴油机的效率可从30%从30%延伸。

体积效率

另一种对发动机很重要的效率是体积效率。这与发动机在进气冲程吸入的燃料/空气的体积有关。正常的吸气式发动机通过打开进气门并结合活塞向下运动将混合气泵入。进气歧管的设计和混合气的惯性导致吸入的混合气比活塞处于下止点的空间要少。

可以定义为:充液体积/活塞位移通过全开节流阀和开进气阀,良好的歧管设计和冷进气(最高密度),可以获得最高的体积效率。你会注意到,这将在发动机产生最大扭矩的点重合。

当然,使用超级或涡轮增压器也会有帮助,因为这些设备将泵入更多的空气/混合物进入燃烧室克服一些损失,增加功率。

我们可以得出结论,对于发动机实现最佳BSFC,必须在高地图上运行,低转速,处于全节气门高度,混合焊接和化油器热量达到冷。


由ei撰写。




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