Ориентировочные значения кпд и элементов привода Таблица 1. Таблица кпд двигателей


Ориентировочные значения кпд и элементов привода Таблица 1

Кинематический расчет привода.

  1. Общие сведения.

Устройство, состоящее из двигателя, передаточных механизмов и системы управления для приведения в движение машин и механизмов называется - приводом. Ключевым звеном привода является передача. Передачами αпередач совмещается с выполнением частных функций, к числу которых относятся: распределение энергии, понижение или повышение скорости, преобразование видов движения (вращательного в поступательное и наоборот), регулирование скорости, пуск, остановки и реверсирование.

    1. Кинематические и силовые соотношения в передачах.

Важнейшей характеристикой является передаточное отношение, определяемое в направлении потока мощности от ведущего звена 1 к ведомому 2 : u12 = n1/n2 = ω1/ω2 = d2/d1 = Z2/Z1. При u > 1 передачи называются понижающими, процесс преобразования частоты вращения – редуцированием, а передачу выполненную в закрытом корпусе – редуктором. Привод может включать несколько передаточных механизмов (ступеней). Общее передаточное отношение привода определяется произведением передаточных отношений отдельных кинематических ступеней привода uоб = u12·u23·u34 … un = ωб/ωт. Рекомендации в таблице 1.Если к ведущему валу передачи подвести мощность Р1, то с ведомого можно отобрать мощность Р2. Потери на трение и прочие сопротивления выражаются коэффициентом полезного действия:

η=Р2/Р1. Поскольку Р = Т ω и ω=(π n )/30, то

η = Р2 /Р1 = Т2 ω2 /Т1 ω1 = Т2 n2 /Т1 n1 = Т2 /Т1 u12.

Значения КПД передач выбираем по таблице 1. В силовой (понижающей) передаче ω1>ω2, Т2> Т1, Т2 = Т1 u12 η .

Общий КПД привода равен произведению частных КПД отдельных передач, составляющих привод: ηоб = η12 η23 η34 … ηn

Окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с

υ = ω d/2 = π d n /60, где d – диаметр шкива, колеса, звездочки, червяка, мм. Если заданы шаг тяговой цепи t (мм) и число зубьев звездочки z то диаметр делительной окружности звездочки равен:

Требуемая мощность электродвигателя :

Рэл.р.= Рт/η , где Р = Ftυ =(2Т υ)/d .

Момент вращения Т, Н.м.: Т = Ft d /2 = Р/ω = 9550 Р/n

Связь между моментами на ведущем Тб и ведомом Тт валах передачи через передаточное число и КПД : Тт = Тб u η

Для двухступенчатых редукторов : uред = uб uт Соотношения по таблице 2.

    1. Выбор электродвигателя переменного тока. Оценка эффективности привода.

В общем машиностроении применяют асинхронные электродвигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, которые непосредственно включаются в цепь. Их преимущества: простота конструкции. сравнительно низкая стоимость. простота обслуживания и надежность. Недостатки: меньшее КПД и соs φ относительно синхронных электродвигателей, ограниченная возможность регулирования.

Тяговая характеристика трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором представлена в таблице 3.Синхронная частота вращения соответствует холостомуходу (750, 1000, 1500, 3000).Номинальному (паспортному) режиму эксплуатации электродвигателя соответствует номинальная частота nноми номинальная мощность РномВ этом режиме электродвигатель работает длительное время без перегрева и КПД близок к максимальному. В таблице указано соотношениеТmах/Тном, Тпуск/Тном. При пуске (n = 0) двигатель развивает момент Тпуск. В процессе разгона электродвигателя вращающий момент первоначально возрастает доТmах (при nкр),а затем снижается до моментаТном (при nном).При выборе электродвигателя необходимо согласовать его характеристику с режимом нагрузки механизма. Например, для конвейеров указывается характер нагрузки и отношение(Тпуск/Тном) < (Тmах/Тном).Если условие не выполняется для данного типа электродвигателя, необходимо выбрать другой тип или предусмотреть в системе привода устройство, позволяющее разгонять электродвигатель вхолостую, а затем плавно включать нагрузку, например с помощью фрикционной управляемой муфты .Большинство технологических машин и их приводы работают в условиях переменных режимов нагружения, которые определяются циклограммой т.е. графиком изменения вращающего момента во времени – рисунок 1.При большом многообразии циклограмм моментов их можно свести к шести стандартным типовым режимам нагружения:

0 – постоянный режим нагружения, является наиболее тяжелым. Его принимают за расчетный для неопределенных режимов нагружения. К режимам постоянного нагружения относят режимы с отклонениями до 20 %.

1 – тяжелый режим нагружения, характерен для машин, которые работают большую часть времени с нагрузками, близкими к номинальным (например – горные машины).

11 – средний равновероятный режим нагружения, характерен для машин, которые работают одинаковое время со всеми значнениями нагрузки (например – транспортные машины)

111 – средний нормальный режим нагружения, характерен для машин, которые работают большую часть времени со средними нагрузками (например – машины интенсивно эксплуатируемые).

1V – легкий режим нагружения, характерен для машин, которые работают большую часть времени при нагрузках ниже средних (например – металлорежущие станки).

V – особо легкий режим нагружения, характерен для машин, которые работают большую часть времени при малых нагрузках (например – металлорежущие станки).

Пример1 Выбрать электродвигатель к приводу шнека, выполнить кинематический расчет и определить моменты вращения на валах.

Дано: мощность на рабочем валу машины Р = 1,5кВт, частота вращения рабочего вала nр= 30мин-1, синхронная частота вращения вала электродвигателя nс эл= 3000мин-1, режим нагружения легкий.

Решение: 1. Определяем предварительное значение КПД привода:

ηоб= η12 η23 ηм ηп3 = 0,78 0,94 0,98 0,993 = 0,71.

Значения отдельных звеньев приняты по таблице :

η12 – КПД червячной передачи (двухзаходный червяк) – 0,78;

η23 – КПД цепной передачи – 0,94;

ηм - КПД муфты - 0,98;

ηп - КПД одной пары подшипников – 0,99 (в схеме три пары)

  1. Определяем требуемую мощность на ведущем валу привода:

Рэл.р.= Р/ηоб = 1,5/0,71 = 2,1 кВт.

При заданном режиме нагрузки (легкий –V) и исходя из заданной синхронной частоты (3000мин-1) выбираем двигатель новой серии RА типа RА90L2 с номинальной мощностью Рэл = 2,2 кВт, асинхронной частотой вращения вала nном = 2820 мин-1.

  1. Определяем общее передаточное число привода и разбиваем его по ступеням:

uоб = nном//nр = 2820/30 = 94

Так как uоб = u12 u23, редуктор должен иметь стандартное передаточное значение (ГОСТ 2144-76), а привод в целом – компактные размеры, принимаем по стандартному ряду передаточных отношений на основе рекомендаций (табл. )

u12 = 28, тогда передаточное число цепной передачи u23 = uоб/u12 = 3,36.

  1. Определяем частоты вращения и угловые скорости валов привода

n1 = nном= 2820 мин-1; ω1 = πn1/30 = 3,14 2820/30 = 295,16 с-1;

n2 = n1/u12 =2820/28 = 100,7 мин-1; ω2 =πn2/30 = 3,14 100,7/30 = 10,5 с-1;

n3 = n2/u23 = 100,7/3,36 = 29,97мин-1;ω3 = πn3/30 = 3,14 29,97/30 =3,13 с-1.

  1. Определяем моменты вращения на валах привода и мощности:

Т1 = Р1/ω1 = 2,1 103/295,16 = 7,1 Н.м.

Р2 = Р1 ηм η12 ηп2 = 2,1 0,98 0,78 0,992 =1,573 кВт;

Т2 = Р2/ω2 = 1,573 103/10,5 = 149,8 Н.м.;

Т3 = Р3/ω3 = 1,5 103/3,13 = 479,2 Н.м.

Пример 2.

Рассчитать привод ленточного конвейера состоящего из механических передач – ременной, закрытой косозубой цилиндрической, цепной.

Исходные данные: Диаметр барабана 500 мм.; тяговая сила F = 4·103 Н.; Скорость ленты υ = 0,8м/с; мощность на валу барабана Р3 = 5кВт.; угловая скорость на тихоходном валу ω3= 2,9π с-1.; минимальная угловая скорость на валу барабана ленточного конвейера ω3min=1,2π с-1.

Решение: Принимаем по таблицам КПД передач – ηрем= 0,98; ηзуб=0,98; ηцеп=0,93; ηпод = 0,99.

Общий КПД привода η = ηремηзубηцепη3под = 0,98·0,98·0,93·0,993 = 0,89

Требуемая мощность электродвигателя: Р = Fυ/η = 4·103·0,8/0,89 = 3,6·103Вт

Частота вращения вала барабана: n = 60υ/πДб = 60·0,8/3,14·0,5 = 30,5мин-1

По таблицам возможен выбор электродвигателей с разными синхронными оборотами и одной мощностью:

4А100S2У3 P = 4кВт; nc= 3000мин-1; S = 3,3% (из-за большой синхронной частоты возникают затруднения с реализацией большого передаточного числа 100)

а) 4A100L4У3 P = 4кВт; nc = 1500мин-1; S = 4,7%

б) 4A112MB6У3 P = 4кВт; nc = 1000мин-1; S = 5,7%

4A132S8У3 P = 4кВт; nc = 750мин-1; S = 4,1% (большие габаритные размеры и масса).

Номинальные частоты вращения валов:

а) nном = nc(1 – S) = 1500(1 –0,047) = 1430мин-1

б) nном = nс(1 – S) = 1000(1 – 0,051) = 949мин-1

Передаточное число привода:

а) i = n /nc = 1430/30,5 = 47

б) I = n /nc = 949/30,5 = 31,1

Разбивка допускает много решений, например:

u12 =2,5 ; u23 = 5; i34 = 3,8; u = 2,5·5·3,8 = 47,5

u12 = 2 ; u23 = 4; i34 = 3,9 ; u = 2·4·3,9 = 31,2

Тип передачи

Закрытая,

работающая в масляной ванне

Открытая

Зубчатая:

с цилиндрическим колесом

с коническим колесом

планетарная (1 ст)

планетарная (2 ст)

0,95………..0,98

0,94……… 0,97

0,90………..0,95

0,85………..0,90

0,92…………0,94

0,91…………0,93

Червячная:

при однозаходном червяке

при двухзаходном червяке

при четырехзаходном червяке

0,68………. 0,72

0,73………..0,78

0,78………..0,84

0,52…………0,62

0,62…………0,72

Фрикционная

0,88………. 0,94

0,70…………0,85

Плоскоременная

Клиноременная

0,94…………0,96

0,93…………0,95

Цепная

0,94……….0,96

0,90………….0,92

Муфты

0,98…………0,99

Подшипники:

качения

скольжения

0,99…..

0,975…

…..0,995

…..0,99

Технические данные двигателей серии аир

Таблица 2.1

Мощность, Р

кВт

Синхронная частота, мин-1

3000

1500

1000

750

0,37

-

-

71А6/915

-

0,55

-

71А4/1357

71И6/915

-

0,75

71А2/2820

71И4/1350

80А6/920

90LA8/705

1.1

71B2/2805

80A4/1395

80B6/920

90LB8/715

1.5

80A2/2850

80B4/1395

90L6/925

100L8/702

2.2

80B2/2850

90L4/1395

100L6/945

112MA8/709

3.0

90L2/2850

100S4/1410

112MA6/950

112MB8/709

4.0

100S2/2850

100L4/1410

112MB6/950

132S8/716

5.5

100L2/2850

112M4/1432

132S6/960

132M8/712

7.5

112M6/2895

132S4/1440

132M6/960

160S8/727

11.0

132M2/2910

132M4/1447

160S6/970

160M8/727

15.0

160S2/2910

160S4/1455

160M6/970

180M8/731

18.5

160M2/2910

160M4/1455

160M6/980

-

22.0

180S2/2919

180S4/1462

-

-

30.0

180M2/2925

180M4/1470

-

-

Отношение максимального вращающего момента к номинальному Тmax/T = 2.2 Пример обозначения - Двигатель АИР100L2 ТУ 16 – 525.564 - 84

Технические данные асинхронных двигателей Таблица 2.2.

Тип двигателя

Номинальная

мощность, кВт

Тмах/Тном

Тпуск/Тном

Асинхронная

частота вращения, мин

Синхронная частота вращения, 3000 мин-1

4А63В2У3

0,55

2,2

2,0

2840

4А71А2У3

0,75

2,2

2,0

2840

4А71В2У3

1,10

2,2

2,0

2810

4А80А2У3

1,50

2,2

2,0

2850

4А80В2У3

2,20

2,2

2,0

2850

4А90L2У3

3,00

2,2

2,0

2840

4А100S2У3

4,00

2,2

2,0

2880

4А100L2У3

5,50

2,2

2,0

2880

4А112М2У3

7,50

2,2

1,6

2900

4А132М2У3

11,00

2,2

1,6

2900

studfiles.net

КПД двигателя внутреннего сгорания:3 фактора, влияющих на мощность

Содержание статьи

Вопрос о том, насколько мощность соответствует КПД двигателя внутреннего сгорания, интересует практически каждого автолюбителя. В идеале чем выше КПД, тем эффективнее должна быть силовая система. Если же переходить от теории к практике, КПД в районе 95 % наблюдается только у электрических двигателей. Если рассматривать двигатели внутреннего сгорания вне зависимости от типа используемого топлива, то об идеальных цифрах можно только рассуждать.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Разумеется, эффективность современных двигателей существенно повысилась, если сравнивать с моделями, которые были выпущены всего 10 лет назад. Выпускаемые в начале 2000 годов 1,5-литровые моторы были рассчитаны на 70 лошадиных сил, к данному параметру претензий не было. Сегодня же при аналогичном объёме речь идет о 150 лошадиных силах и более.

Производители теряют много времени, сил и ресурсов, чтобы медленно, но уверенно продвигаться в сторону увеличения КПД.

Понятие «КПД двигателя»

Изначально рассмотрим, что такое КПД и как данное понятие рассматривать в аспекте автомобильного двигателя. Коэффициент полезного действия представлен показателем, с помощью которого отображается эффективность конкретного механизма относительно превращения полученной энергии в полезную работу. Показатель отображается в процентном соотношении.

В случае с двигателем внутреннего сгорания речь идет о преобразовании тепловой энергии, которая является продуктом сгорания топлива в цилиндрах мотора. КПД в данном случае отображает фактически реализуемую механическую работу, которая напрямую зависит от того, сколько поршень получит энергии от сгорания топлива. Также на данный параметр влияет итоговая мощность, которую установка отдаёт на коленчатом вале.

От чего зависит КПД?

Ошибочно полагать, что КПД дизельного или бензинового двигателя может хоть как-то приблизиться к 100 %. На самом деле итоговый параметр во многом зависит от потерь:

  1. Потери при сгорании топлива стоит рассматривать первостепенно. Всё топливо, которое поступает в мотор, не может полностью сгорать, поэтому его часть просто улетает в выхлопную трубу. Потери в данном случае составляют около 25 %.
  2. Тепловые потери находятся на втором месте по значению. Получение тепла невозможно без энергии. Следовательно, энергия теряется при образовании тепла. Поскольку в случае с двигателем внутреннего сгорания тепло образуется с избытком, возникает необходимость в эффективной системе охлаждения. Однако тепло выделяется не только при сгорании топлива, но также во время работы самого мотора. Это происходит за счёт трения его деталей, поэтому часть энергии он теряет самостоятельно. На эту группу потерь приходится около 35 — 40 %.
  3. Последняя группа потерь имеет место в ходе обслуживания дополнительного оборудования. Расход энергии может идти на кондиционер, генератор, помпу системы охлаждения и прочие установки. Потери в данном случае составляют 10 %.

Распределение потерь в двигателе

Распределение потерь в двигателе

Страшно представить, что у нас остаётся, поскольку в случае с бензиновыми агрегатами это в среднем 20 %, в иных не более 5 — 7 % дополнительно. Следовательно, заливая 10 литров топлива, которые уходят за 100 км пробега, всего 2,5 литра уходит на полезную работу, тогда как остальные 7 — 8 литров считаются пустыми потерями.

Коэффициент полезного действия: дизель или бензин?

Сравнивая коэффициент полезного действия бензинового и дизельного силового агрегата, о низкой эффективности первого стоит сказать сразу. КПД бензинового мотора составляет всего 25 — 30 %. Если речь идет о дизельном аналоге, показатель в данном случае составляет 40 %. О 50 % может идти речь при установленном турбокомпрессоре. КПД на уровне 55 % допустим при условии использования на дизельном ДВС современной системы топливного впрыска в сочетании с турбиной.

Несмотря на то, что силовые установки конструктивно похожи, разница в производительности существенная, на что влияет принцип образования рабочей топливно-воздушной смеси и дальнейшая реализация воспламенения заряда. Также существенным фактором является вид используемого топлива. Оборотистость бензиновых силовых агрегатов более высока, если сравнивать с дизельными вариантами, но потери намного больше, поскольку полезная энергия расходуется на тепло. Как итог, эффективность преобразования энергии бензина в механическую работу намного ниже, а большая её часть просто рассеивается в атмосфере.

Крутящий момент и мощность

Если взять как основу одинаковый показатель рабочего объёма, мощность бензинового двигателя превосходит дизельный, но для её достижения обороты должны быть более высокими. Вместе с увеличением оборотов возрастают и потери, расход топлива повышается. Сам крутящий момент также не стоит упускать из виду, поскольку это сила, передающаяся на колёса от мотора, именно она и заставляет автомобиль двигаться. Таким образом, максимальный показатель крутящего момента бензиновыми двигателями достигается на более высоких оборотах.

Дизельный двигатель с аналогичными показателями способен на низких оборотах достичь максимума крутящего момента, а для реализации полезной работы расходуется меньше солярки. Следовательно, КПД дизельного двигателя выше, а топливо расходуется более экономно.

Если сравнивать с бензином, то солярка образует тепло в большей степени при более высокой температуре сгорания топлива. Также наблюдается более высокий параметр детонационной стойкости.

Эффективность бензина и солярки

Находящиеся в составе дизельного топлива углеводороды более тяжёлые, чем бензиновые. Во многом меньший коэффициент полезного действия бензинового мотора обусловлен особенностями сгорания бензинового топлива и его энергетической составляющей. Преобразование тепла в полезную механическую энергию в дизельном двигателе происходит более полноценно, следовательно, сжигание одинакового количества топлива за единицу времени позволяет дизелю выполнить больше работы.

Не стоит также упускать из виду создание необходимых для полного сгорания смеси условий и особенности впрыска. Подача топлива в дизельных моторах происходит отдельно от воздуха, поскольку впрыскивание осуществляется непосредственно в цилиндр на завершающем этапе такта сжатия, а не во впускной коллектор. Как итог, удаётся достичь более высокой температуры, а сгорание каждой порции топлива происходит максимально полноценно.

Повышение КПД двигателя

Топливная эффективность и КПД современных двигателей находятся на своём максимальном уровне, поскольку все усовершенствования, которые только могли иметь место в автомобильной инженерии, уже произошли. Тем не менее, производители стремятся повышать коэффициент полезного действия, но результат, который они получают, никак не сопоставим с огромными ресурсами, усилиями и временем, которое тратят для достижения цели. Итогом является увеличение КПД лишь на 2 — 3 %.

Частично именно эта ситуация стала причиной появления полноценной индустрии так называемого тюнинга двигателя в любой крупной стране. Речь идёт о многочисленных полукустарных мастерских, мелких фирмах и отдельных мастерах, которые доводят традиционные моторы массовых брендов для более высоких показателей, как в плане тяги, так и мощности или КПД. Это может быть форсирование, доработка, доводка и другие ухищрения, определяемые, как тюнинг.

Например, используемый впервые в 20-х годах турбонаддув воздуха, который поступает в двигатель, применяется и сейчас. Такое устройство было запатентовано ещё в 1905 году швейцарским инженером Альфредом Бюхи. В начале Второй мировой войны наблюдалось массовое внедрение систем прямого впрыска топлива в цилиндры поршневых моторов военной авиации. Следовательно, те передовые технические ухищрения, которые мы считаем современными, известны уже более 100 лет.

Автомобили с электрическим двигателем

Автомобили с электрическим двигателем

Выводы

В качестве итога стоит напомнить о том, что инженерам удалось шагнуть далеко вперёд от первых двигателей с КПД в районе 5 %. К тому же, изобретение идеального мотора с КПД под 100 % пока не представляется возможным, поэтому современные силовые установки находятся на пике своей эффективности. Единственный вариант для тех, кто принципиально нуждается в двигателе с 90-процентным КПД — это покупка электромобиля или машины с гибридным двигателем.

 

Оценка статьи:

Загрузка...

motorsguide.ru

Ориентировочные значения кпд и элементов привода Таблица 1

Кинематический расчет привода.

  1. Общие сведения.

Устройство, состоящее из двигателя, передаточных механизмов и системы управления для приведения в движение машин и механизмов называется - приводом. Ключевым звеном привода является передача. Передачами αпередач совмещается с выполнением частных функций, к числу которых относятся: распределение энергии, понижение или повышение скорости, преобразование видов движения (вращательного в поступательное и наоборот), регулирование скорости, пуск, остановки и реверсирование.

    1. Кинематические и силовые соотношения в передачах.

Важнейшей характеристикой является передаточное отношение, определяемое в направлении потока мощности от ведущего звена 1 к ведомому 2 : u12 = n1/n2 = ω1/ω2 = d2/d1 = Z2/Z1. При u > 1 передачи называются понижающими, процесс преобразования частоты вращения – редуцированием, а передачу выполненную в закрытом корпусе – редуктором. Привод может включать несколько передаточных механизмов (ступеней). Общее передаточное отношение привода определяется произведением передаточных отношений отдельных кинематических ступеней привода uоб = u12·u23·u34 … un = ωб/ωт. Рекомендации в таблице 1.Если к ведущему валу передачи подвести мощность Р1, то с ведомого можно отобрать мощность Р2. Потери на трение и прочие сопротивления выражаются коэффициентом полезного действия:

η=Р2/Р1. Поскольку Р = Т ω и ω=(π n )/30, то

η = Р2 /Р1 = Т2 ω2 /Т1 ω1 = Т2 n2 /Т1 n1 = Т2 /Т1 u12.

Значения КПД передач выбираем по таблице 1. В силовой (понижающей) передаче ω1>ω2, Т2> Т1, Т2 = Т1 u12 η .

Общий КПД привода равен произведению частных КПД отдельных передач, составляющих привод: ηоб = η12 η23 η34 … ηn

Окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с

υ = ω d/2 = π d n /60, где d – диаметр шкива, колеса, звездочки, червяка, мм. Если заданы шаг тяговой цепи t (мм) и число зубьев звездочки z то диаметр делительной окружности звездочки равен:

Требуемая мощность электродвигателя :

Рэл.р.= Рт/η , где Р = Ftυ =(2Т υ)/d .

Момент вращения Т, Н.м.: Т = Ft d /2 = Р/ω = 9550 Р/n

Связь между моментами на ведущем Тб и ведомом Тт валах передачи через передаточное число и КПД : Тт = Тб u η

Для двухступенчатых редукторов : uред = uб uт Соотношения по таблице 2.

    1. Выбор электродвигателя переменного тока. Оценка эффективности привода.

В общем машиностроении применяют асинхронные электродвигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, которые непосредственно включаются в цепь. Их преимущества: простота конструкции. сравнительно низкая стоимость. простота обслуживания и надежность. Недостатки: меньшее КПД и соs φ относительно синхронных электродвигателей, ограниченная возможность регулирования.

Тяговая характеристика трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором представлена в таблице 3.Синхронная частота вращения соответствует холостомуходу (750, 1000, 1500, 3000).Номинальному (паспортному) режиму эксплуатации электродвигателя соответствует номинальная частота nноми номинальная мощность РномВ этом режиме электродвигатель работает длительное время без перегрева и КПД близок к максимальному. В таблице указано соотношениеТmах/Тном, Тпуск/Тном. При пуске (n = 0) двигатель развивает момент Тпуск. В процессе разгона электродвигателя вращающий момент первоначально возрастает доТmах (при nкр),а затем снижается до моментаТном (при nном).При выборе электродвигателя необходимо согласовать его характеристику с режимом нагрузки механизма. Например, для конвейеров указывается характер нагрузки и отношение(Тпуск/Тном) < (Тmах/Тном).Если условие не выполняется для данного типа электродвигателя, необходимо выбрать другой тип или предусмотреть в системе привода устройство, позволяющее разгонять электродвигатель вхолостую, а затем плавно включать нагрузку, например с помощью фрикционной управляемой муфты .Большинство технологических машин и их приводы работают в условиях переменных режимов нагружения, которые определяются циклограммой т.е. графиком изменения вращающего момента во времени – рисунок 1.При большом многообразии циклограмм моментов их можно свести к шести стандартным типовым режимам нагружения:

0 – постоянный режим нагружения, является наиболее тяжелым. Его принимают за расчетный для неопределенных режимов нагружения. К режимам постоянного нагружения относят режимы с отклонениями до 20 %.

1 – тяжелый режим нагружения, характерен для машин, которые работают большую часть времени с нагрузками, близкими к номинальным (например – горные машины).

11 – средний равновероятный режим нагружения, характерен для машин, которые работают одинаковое время со всеми значнениями нагрузки (например – транспортные машины)

111 – средний нормальный режим нагружения, характерен для машин, которые работают большую часть времени со средними нагрузками (например – машины интенсивно эксплуатируемые).

1V – легкий режим нагружения, характерен для машин, которые работают большую часть времени при нагрузках ниже средних (например – металлорежущие станки).

V – особо легкий режим нагружения, характерен для машин, которые работают большую часть времени при малых нагрузках (например – металлорежущие станки).

Пример1 Выбрать электродвигатель к приводу шнека, выполнить кинематический расчет и определить моменты вращения на валах.

Дано: мощность на рабочем валу машины Р = 1,5кВт, частота вращения рабочего вала nр= 30мин-1, синхронная частота вращения вала электродвигателя nс эл= 3000мин-1, режим нагружения легкий.

Решение: 1. Определяем предварительное значение КПД привода:

ηоб= η12 η23 ηм ηп3 = 0,78 0,94 0,98 0,993 = 0,71.

Значения отдельных звеньев приняты по таблице :

η12 – КПД червячной передачи (двухзаходный червяк) – 0,78;

η23 – КПД цепной передачи – 0,94;

ηм - КПД муфты - 0,98;

ηп - КПД одной пары подшипников – 0,99 (в схеме три пары)

  1. Определяем требуемую мощность на ведущем валу привода:

Рэл.р.= Р/ηоб = 1,5/0,71 = 2,1 кВт.

При заданном режиме нагрузки (легкий –V) и исходя из заданной синхронной частоты (3000мин-1) выбираем двигатель новой серии RА типа RА90L2 с номинальной мощностью Рэл = 2,2 кВт, асинхронной частотой вращения вала nном = 2820 мин-1.

  1. Определяем общее передаточное число привода и разбиваем его по ступеням:

uоб = nном//nр = 2820/30 = 94

Так как uоб = u12 u23, редуктор должен иметь стандартное передаточное значение (ГОСТ 2144-76), а привод в целом – компактные размеры, принимаем по стандартному ряду передаточных отношений на основе рекомендаций (табл. )

u12 = 28, тогда передаточное число цепной передачи u23 = uоб/u12 = 3,36.

  1. Определяем частоты вращения и угловые скорости валов привода

n1 = nном= 2820 мин-1; ω1 = πn1/30 = 3,14 2820/30 = 295,16 с-1;

n2 = n1/u12 =2820/28 = 100,7 мин-1; ω2 =πn2/30 = 3,14 100,7/30 = 10,5 с-1;

n3 = n2/u23 = 100,7/3,36 = 29,97мин-1;ω3 = πn3/30 = 3,14 29,97/30 =3,13 с-1.

  1. Определяем моменты вращения на валах привода и мощности:

Т1 = Р1/ω1 = 2,1 103/295,16 = 7,1 Н.м.

Р2 = Р1 ηм η12 ηп2 = 2,1 0,98 0,78 0,992 =1,573 кВт;

Т2 = Р2/ω2 = 1,573 103/10,5 = 149,8 Н.м.;

Т3 = Р3/ω3 = 1,5 103/3,13 = 479,2 Н.м.

Пример 2.

Рассчитать привод ленточного конвейера состоящего из механических передач – ременной, закрытой косозубой цилиндрической, цепной.

Исходные данные: Диаметр барабана 500 мм.; тяговая сила F = 4·103 Н.; Скорость ленты υ = 0,8м/с; мощность на валу барабана Р3 = 5кВт.; угловая скорость на тихоходном валу ω3= 2,9π с-1.; минимальная угловая скорость на валу барабана ленточного конвейера ω3min=1,2π с-1.

Решение: Принимаем по таблицам КПД передач – ηрем= 0,98; ηзуб=0,98; ηцеп=0,93; ηпод = 0,99.

Общий КПД привода η = ηремηзубηцепη3под = 0,98·0,98·0,93·0,993 = 0,89

Требуемая мощность электродвигателя: Р = Fυ/η = 4·103·0,8/0,89 = 3,6·103Вт

Частота вращения вала барабана: n = 60υ/πДб = 60·0,8/3,14·0,5 = 30,5мин-1

По таблицам возможен выбор электродвигателей с разными синхронными оборотами и одной мощностью:

4А100S2У3 P = 4кВт; nc= 3000мин-1; S = 3,3% (из-за большой синхронной частоты возникают затруднения с реализацией большого передаточного числа 100)

а) 4A100L4У3 P = 4кВт; nc = 1500мин-1; S = 4,7%

б) 4A112MB6У3 P = 4кВт; nc = 1000мин-1; S = 5,7%

4A132S8У3 P = 4кВт; nc = 750мин-1; S = 4,1% (большие габаритные размеры и масса).

Номинальные частоты вращения валов:

а) nном = nc(1 – S) = 1500(1 –0,047) = 1430мин-1

б) nном = nс(1 – S) = 1000(1 – 0,051) = 949мин-1

Передаточное число привода:

а) i = n /nc = 1430/30,5 = 47

б) I = n /nc = 949/30,5 = 31,1

Разбивка допускает много решений, например:

u12 =2,5 ; u23 = 5; i34 = 3,8; u = 2,5·5·3,8 = 47,5

u12 = 2 ; u23 = 4; i34 = 3,9 ; u = 2·4·3,9 = 31,2

Тип передачи

Закрытая,

работающая в масляной ванне

Открытая

Зубчатая:

с цилиндрическим колесом

с коническим колесом

планетарная (1 ст)

планетарная (2 ст)

0,95………..0,98

0,94……… 0,97

0,90………..0,95

0,85………..0,90

0,92…………0,94

0,91…………0,93

Червячная:

при однозаходном червяке

при двухзаходном червяке

при четырехзаходном червяке

0,68………. 0,72

0,73………..0,78

0,78………..0,84

0,52…………0,62

0,62…………0,72

Фрикционная

0,88………. 0,94

0,70…………0,85

Плоскоременная

Клиноременная

0,94…………0,96

0,93…………0,95

Цепная

0,94……….0,96

0,90………….0,92

Муфты

0,98…………0,99

Подшипники:

качения

скольжения

0,99…..

0,975…

…..0,995

…..0,99

Технические данные двигателей серии аир

Таблица 2.1

Мощность, Р

кВт

Синхронная частота, мин-1

3000

1500

1000

750

0,37

-

-

71А6/915

-

0,55

-

71А4/1357

71И6/915

-

0,75

71А2/2820

71И4/1350

80А6/920

90LA8/705

1.1

71B2/2805

80A4/1395

80B6/920

90LB8/715

1.5

80A2/2850

80B4/1395

90L6/925

100L8/702

2.2

80B2/2850

90L4/1395

100L6/945

112MA8/709

3.0

90L2/2850

100S4/1410

112MA6/950

112MB8/709

4.0

100S2/2850

100L4/1410

112MB6/950

132S8/716

5.5

100L2/2850

112M4/1432

132S6/960

132M8/712

7.5

112M6/2895

132S4/1440

132M6/960

160S8/727

11.0

132M2/2910

132M4/1447

160S6/970

160M8/727

15.0

160S2/2910

160S4/1455

160M6/970

180M8/731

18.5

160M2/2910

160M4/1455

160M6/980

-

22.0

180S2/2919

180S4/1462

-

-

30.0

180M2/2925

180M4/1470

-

-

Отношение максимального вращающего момента к номинальному Тmax/T = 2.2 Пример обозначения - Двигатель АИР100L2 ТУ 16 – 525.564 - 84

Технические данные асинхронных двигателей Таблица 2.2.

Тип двигателя

Номинальная

мощность, кВт

Тмах/Тном

Тпуск/Тном

Асинхронная

частота вращения, мин

Синхронная частота вращения, 3000 мин-1

4А63В2У3

0,55

2,2

2,0

2840

4А71А2У3

0,75

2,2

2,0

2840

4А71В2У3

1,10

2,2

2,0

2810

4А80А2У3

1,50

2,2

2,0

2850

4А80В2У3

2,20

2,2

2,0

2850

4А90L2У3

3,00

2,2

2,0

2840

4А100S2У3

4,00

2,2

2,0

2880

4А100L2У3

5,50

2,2

2,0

2880

4А112М2У3

7,50

2,2

1,6

2900

4А132М2У3

11,00

2,2

1,6

2900

studfiles.net

Коэффициент полезного действия (КПД) и потери двигателя - Общая информация - Электрические машины

Коэффициент полезного действия (КПД) и потери двигателя.    Часть электрической мощности, подводимой к зажимам двигателя, теряется. Потери мощности при номинальной загрузке определяются соотношением                                 Рн/Ра=ηн                                                                                     (1-7)                                100%Рн/Ра=ηн%                                                                (1-7)Так как                                 Ра=Рн+ΔРн,то величина полных потерь при номинальной загрузке двигателя определяется формулой                                ΔРн=Рн (100-ηн)/ηн [кВт]                                                   (1-8)или                                 ΔРн=100(100-ηн)/ηн %                                                      (1-8)    Полные потери ΔРн разделяются на постоянные, практически не зависящие от нагрузки, и переменные, меняющиеся с изменением нагрузки..К постоянным потерям относятся механические потери (на трение в подшипниках) и потери в стали статора. К переменным потерям – потери в обмотках, изменяющиеся пропорционально квадрату тока, и добавочные потери в обмотках и в стали, практически изменяющиеся пропорционально подводимой мощности.    Механические потери ΔРмех и потери в стали ΔРст в значительной степени зависят от числа полюсов двигателя и его мощности. В таблице 1-2 приведена величина постоянных потерь в процентах от Рн.    Определение потерь по этим данным приводит к погрешностям в пределах ± 15% и может быть рекомендовано для практических расчетов.    С помощью формул (1-8), табл. 1-2 и каталожных данных легко определить постоянные и переменные потери по выражению                         ΔРпер=ΔРн – ΔР0 [кВт или %],                                                    (1-9)где                           ΔР0=ΔРмех + ΔРст.Пример 1-1. Двигатель АО2-62-6; Рн = 13 кВт; ηн=88,7%, найти постоянные потери и переменные потери.                                                                                                                 Таблица 1-2.Усредненнае значение постоянных потерь, рекомендуемое для практических расчетов при двигателях единой серии
 Число полюсовдвигателя МощностьдвигателяРн, кВтПотери, % Рн
механические ΔРмех в стали ΔРст
фактичес. в пределахот...до...рекомендуемыепри расчетахдля типов фактичес.в пределахот...до... рекомен.при рас-четах
А,А2 АО,АО2
2 1040125 0,7-4,9 0,9 3,4 3,1-3,9 2,0-2,91,4-2,2 3,5-2,51,9
410401000,4-1,40,50,93,0-5,62,2-3,41,4-2,24,32,81,8
61040750,32-0,820,440,63,0-6,02,1-3,01,8-2,44,32,81,8
81040550,25-0,620,30,453,5-4,82,0-3,32,0-2,34,22,62,1
10400,22-0,530,270,452,9-3,43,1

Полные потери ΔРн=100(100 – 88,9)/88,9=12,45%.Постоянные потери ΔР0 определяются по табл. 1-2 и составляют 3,2%.Переменные потери при РнΔРпер=12,45 – 3,2=9,25%     Коэффициент полезного действия двигателя при различных загрузках двигателей с достаточной точностью для практических расчетов может быть вычислен по формуле

              ηx= 100/(100+(10000/ηн – 100)b) %                                                (1-10)Коэффициент b определяется из выражения               b=(x + α/x)/(1+α),                                                                           (1-11)где х – степень загрузки двигателя, о. е.;α – отношение постоянных потерь к переменным:               α= ΔР0/ ΔРпер.Пример 1-2. Найти величину кпд двигателя (данные примера 1-1) при загрузке х=0,6.               α=3,2/9,25=0,35;                b=(0,6+0,35/0,6)/(1+0,35)=0,88;                 η0,6=100/(100+(10000/88,7 – 100)0,88)=89,9%Действительная величина кпд при х=0,6 составляет 89,6%, что незначительно отличается от полученной расчетом.

www.elektrikii.ru

ГОСТ Р 51677-2000. Двигатели. Показатели энергоэффективности. Документы | ЗОНДИР

Реклама:

ГОСТ Р 51677-2000

УДК 621.313.281:006.354                                                                                                              Е61

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

Машины электрические асинхронные мощностью от 1 до 400 кВт включительно

 

ДВИГАТЕЛИ

Показателиэнергоэффективности

 

Asynchronous electrical machines of power from 1 to 400 kW inclusive.

Motors. Efficiency and power factors

ОКС 29.160.30

ОКСТУ 3320

3330

Дата введения 2001-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским проектно-конструкторским и технологическим институтом электромашиностроения (НИПТИЭМ)

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 333 <Машины электрические вращающиеся>

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 7 декабря 2000 г. № 333-ст

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором общего назначения мощностью от 1 до 400 кВт включительно (далее - двигатели) для работы от сети переменного тока напряжением до 690 В, изготовляемые для нужд народного хозяйства и экспорта.

Стандарт не распространяется на специальные двигатели, устанавливаемые на средствах наземного, морского и воздушного транспорта, взрывозащищенные двигатели, а также на двигатели, работающие в нестационарных режимах, многоскоростные двигатели и двигатели с повышенным скольжением.

Стандарт устанавливает уровни показателей энергоэффективности (энергетических показателей): коэффициента полезного действия (КПД) и коэффициента мощности, а также методы их определения.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 183-74 Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия

ГОСТ 7217-87 Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные. Методы испытаний

ГОСТ 28330-89 Машины электрические асинхронные мощностью от 1 до 400 кВт включительно. Двигатели. Общие технические требования

3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 двигатели с нормальным КПД: Двигатели общепромышленного назначения, КПД которых соответствует уровню, достигнутому в производстве двигателей серии АИ.

3.2 двигатели с повышенным КПД (энергосберегающие двигатели): Двигатели общепромышленного назначения, у которых суммарные потери мощности не менее чем на 20 % меньше суммарных потерь мощности двигателей с нормальным КПД той же мощности и частоты вращения.

КПД энергосберегающего двигателя hэ, %, при различных уровнях снижения суммарных потерь определяют по формуле

                                                 (1)

где h - коэффициент полезного действия двигателя с нормальным КПД, %;

е ³ 0,2 - относительное снижение суммарных потерь мощности в двигателе, о.е.

Минимальные значения КПД энергосберегающего двигателя (для случая снижения суммарных потерь мощности в двигателе на 20 %, т.е. при е = 0,2), hэм, %, определяют по формуле

                                                       (2)

4 Основные параметры и размеры

Основные параметры и размеры двигателей - по ГОСТ 28330.

5 Технические требования

5.1 Показателями энергоэффективности являются:

- коэффициент полезного действия, представляющий отношение полезной мощности на валу двигателя, выраженной в киловаттах, к активной мощности, потребляемой двигателем из сети, выраженной в киловаттах;

- коэффициент мощности, представляющий отношение потребляемой активной мощности, выраженной в киловаттах, к полной мощности, потребляемой из сети, выраженной в киловольтамперах.

5.2 В зависимости от требований к уровню энергоэффективности двигатели подразделяют на:

- двигатели с нормальным КПД;

- двигатели с повышенным КПД (энергосберегающие двигатели).

5.3 Двигатели с нормальным КПД мощностью от 1 до 400 кВт включительно должны иметь номинальные значения КПД и коэффициента мощности не ниже указанных в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Значения КПД двигателей с нормальным КПД

Номинальная мощность, кВт

КПД двигателей, %, при числе полюсов

2р = 2

2р = 4

2р = 6

2р = 8

2р = 10

2р = 12

1,10

77,0

75,0

72,0

72,0

-

-

1,50

79,0

77,0

77,0

73,0

-

-

2,20

82,0

78,0

80,0

75,0

-

-

3,00

82,0

79,0

81,0

78,0

-

-

4,00

83,0

83,0

82,0

82,0

-

-

5,50

86,0

84,0

84,0

83,0

-

-

7,50

87,0

87,0

84,5

85,0

-

-

11,0

88,0

88,0

87,0

87,0

-

-

15,0

89,0

89,0

88,5

88,0

-

-

18,5

90,0

90,0

89,0

88,5

-

-

22,0

90,5

90,5

90,0

89,5

-

-

30,0

91,0

91,5

90,0

90,0

88,5

-

37,0

92,0

92,0

91,0

91,0

89,0

-

45,0

92,5

92,5

92,0

92,0

91,0

90,5

55,0

93,0

93,0

92,5

92,0

92,0

91,0

75,0

93,0

93,5

92,5

92,5

92,0

91,5

90,0

93,0

94,0

93,0

93,0

92,5

92,0

110,0

93,5

94,0

93,0

93,0

93,0

92,0

132,0

94,0

94,0

93,5

93,5

93,0

-

160,0

94,0

94,0

94,0

93,5

-

-

200,0

94,5

94,5

94,5

94,0

-

-

250,0

94,5

94,5

94,5

-

-

-

315,0

95,0

95,0

-

-

-

-

400,0

95,5

95,5

-

-

-

-

Таблица 2 - Значения коэффициента мощности двигателей с нормальным и повышенным КПД

Номинальная мощность, кВт

Коэффициент мощности двигателей о е , при числе полюсов

2р = 2

2р = 4

2р = 6

2р = 8

2р = 10

2р = 12

1,10

0,80

0,76

0,70

0,68

-

-

1,50

0,82

0,78

0,70

0,70

-

-

2,20

0,84

0,80

0,72

0,70

-

-

3,00

0,85

0,80

0,72

0,70

-

-

4,00

0,84

0,81

0,75

0,70

-

-

5,50

0,85

0,82

0,76

0,72

-

-

7,50

0,85

0,83

0,77

0,72

-

-

11,0

0,86

0,83

0,80

0,73

-

-

15,0

0,86

0,84

0.82

0,75

-

-

18,5

0,87

0,84

0,82

0,75

-

-

22,0

0,87

0,84

0,82

0,75

-

-

30,0

0,88

0,85

0,82

0,75

0,70

-

37,0

0,88

0,85

0,82

0,75

0,70

-

45,0

0,88

0,85

0,82

0,75

0,72

0,70

55,0

0,88

0,85

0,82

0,75

0,72

0,70

75,0

0,89

0,85

0,82

0,80

0,75

0,70

90,0

0,89

0,86

0,83

0,80

0,75

0,70

110,0

0,89

0,86

0,83

0,82

0,75

0,70

132,0

0,89

0,87

0,85

0,82

0,78

-

160,0

0,89

0,87

0,85

0,82

-

-

200,0

0,90

0,87

0,85

0,82

-

-

250,0

0,90

0,88

0,86

-

-

-

315,0

0,90

0,88

-

-

-

-

355,0

0,90

0,89

-

-

-

-

400,0

0,90

0,89

-

-

-

-

5.4 Двигатели с повышенным КПД (энергосберегающие двигатели) мощностью от 15 до 400 кВт включительно должны иметь номинальные значения КПД и коэффициента мощности не ниже указанных в таблицах 3 и 2.

Значения КПД, указанные в таблице 3, определены по формуле (2).

Таблица 3 - Значения КПД двигателей с повышенным КПД

Номинальная мощность, кВт

КПД двигателей, %, при числе полюсов

2р = 2

2р = 4

2р = 6

2р = 8

2р = 10

2р = 12

15,0

91,3

91,8

90,6

90,0

-

-

18,5

91,8

92,2

91,0

90,6

-

-

22,0

92,3

92,6

91,8

91,4

-

-

30,0

92,9

93,7

91,8

91,8

90,6

-

37,0

93,5

93,7

92,7

92,7

91,0

-

45,0

93,9

93,9

93,5

93,5

92,7

92,3

55,0

94,3

94,3

93,9

93,5

93,5

92,7

75,0

94,6

94,7

93,9

93,9

93,5

93,1

90,0

95,0

95,1

94,3

94,3

93,9

93,5

110,0

94,7

95,1

94,3

94,3

94,3

93,5

132,0

95,1

95,1

94,7

94,7

94,3

-

160,0

95,1

95,1

95,1

94,7

-

-

200,0

95,5

95,5

95,5

95,1

-

-

250,0

95,5

95,5

95,5

-

-

-

315,0

96,0

96,0

-

-

-

-

400,0

96,4

96,4

-

-

-

-

5.5 Номинальные значения показателей энергоэффективности (КПД и коэффициента мощности) указывают в технических условиях на двигатели конкретных типов.

5.6 Допускаемые отклонения от номинальных значений показателей энергоэффективности - в соответствии с требованиями ГОСТ 183.

6 Маркировка

Маркировка двигателей с повышенным КПД - по ГОСТ 28330.

При маркировании в условном обозначении двигателей с повышенным КПД применяют строчную букву е, которую располагают после цифры, обозначающей число полюсов двигателя.

Пример условного обозначения асинхронного двигателя серии 5А высотой оси вращения 180 мм, длиной S, двухполюсного, с повышенным КПД, климатического исполнения Т2:

5A180S2eT2

7 Методы контроля

Методы испытаний двигателей - по ГОСТ 7217.

Ключевые слова: машины электрические асинхронные, двигатели с повышенным коэффициентом полезного действия, энергосберегающие двигатели, показатели энергоэффективности, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности

Содержание

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Определения

4 Основные параметры и размеры

5 Технические требования

6 Маркировка

7 Методы контроля

Авторизация:

Курсы валют:

Реклама:

zondir.ru

Двигатель, коэффициент полезного действия - Справочник химика 21

    Мощность двигателя выбирают с учетом коэффициента полезного действия привода и пусковых нагрузок  [c.175]

    Регулирование изменением числа оборотов осуществляется просто лишь в тех случаях, когда двигатель компрессора допускает это изменение без значительного снижения коэффициента полезного действия. К таким двигателям относятся паровые и газовые турбины. [c.61]

    В последнее время большое внимание уделяется созданию так называемых топливных элементов. В топливных элементах энергия химических реакций, выделяющаяся в процессе окисления топлива, непосредственно преобразуется в электричество. Коэффициент полезного действия таких топливных элементов вдвое превышает коэффициент полезного действия паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания и достигает 80%. [c.83]

    Применение высокооктановых бензинов представляет-большой народнохозяйственный интерес, так как повышает коэффициент полезного действия двигателей внутреннего сгорания и удлиняет срок их службы. [c.190]

    Применение большого числа дизельных двигателей в СССР обусловливается их более высоким коэффициентом полезного действия, использованием более дешевых видов топлива и снижением его расхода. [c.59]

    Теоретически в топливном элементе можно полностью использовать свободную энергию горючего, которая не очень отличается от его теплотворной способности. На самом деле это не совсем так, поскольку и здесь потери энергии неизбежны. Однако можно получить коэффициент полезного действия, равный 65—70%, т. е. значительно выше, чем у самых лучших тепловых двигателей. [c.140]

    Коэффициент полезного действия агрегата отражает все потери энергии в насосе, двигателе и передаче, поэтому [c.56]

    В этом цикле детандер работает при очень низких температурах, так как газ (воздух), расширяясь в нем, охлаждается приблизительно до —140 С. Поэтому коэффициент полезного действия детандера низок — не превышает 0,6—0,65. Кроме того, возникают затруднения в эксплуатации двигателя, так как обычные смазочные масла в этих условиях оказываются непригодными. [c.673]

    Преимущества газового двигателя по сравнению с дизельным следующие пониженный уровень шума, более ровная и устойчивая работа, меньший выброс дыма, пониженная эмиссия суммарных окислов азота и углеводородов, меньшие затраты на эксплуатацию, повышенный срок службы. Основные недостатки его — повышение расхода топлива на 15—50% вследствие уменьшения его плотности и термического коэффициента полезного действия. [c.224]

    С учетом коэффициента полезного действия (КПД) двигателя ракеты, уравнение (70) позволяет получать соотношение между силой тяготения ракеты Землей и количеством тепловой энергии, затрачиваемой на преодоление этого тяготения. [c.80]

    Пример 5. Практический коэффициент полезного действия (КПД) двигателя внутреннего сгорания равен 28%. Насколько можно повысить КПД этого двигателя, если температура газов сгорания в его цилиндрах равна 1200 К, а температура выхлопных газов — 400 К  [c.74]

    Из-за побочных явлений, сопровождающих основной процесс, протекающий в тепловой машине, ее практический к. п. д. не превышает 0,24 — для паровых машин и 0,30 — для двигателей внутреннего сгорания. А дополнительные приспособления к автомобилю, устанавливаемые в целях его благоустройства и защиты окружающей среды от загрязнений, снижают коэффициент полезного действия иногда до 0,1. [c.94]

    ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ - устройства с высоким коэффициентом полезного действия, в которых энергия химической реакции непосредственно превраш,ается в электрическую. С Т. э. связывают в будущем революцию в транспорте — замену двигателей внутреннего сгорания на электрические. Т. э. применяются в космических аппаратах, в военном деле и др. [c.252]

    Если вечный двигатель второго рода невозможен, то независимо от природы рабочего тела в обратимо работающей машине по циклу Карно всегда Q —С] = 0, т. е. предположение о возможном различии коэффициентов полезного действия обратимо работающих машин Карно не подтвердилось. Отсюда следует, что для цикла Карно независимо от природы рабочего тела всегда выполняется соотношение (1.33). [c.46]

    Мощность и коэффициент полезного действия. Аппараты и машины, кроме производительности, характеризуются также мощно-с т ь ю, т, е. работой, затрачиваемой или получаемой в единицу времени. Обычно мощность выражают в киловаттах (квт) или в лошадиных силах (л. с.). Необходимо отличать мощность, затрачиваемую на валу данной машины, от мощности двигателя, который приводит машину в движение. Мощность двигателя вследствие потерь энергии в передаточных механизмах всегда должна быть больше мощности, требующейся на валу аппарата или машины. [c.18]

    Не вся мощность, развиваемая двигателем на валу N. передается жидкости. При любой системе и конструкции насоса в нем обязательно существуют какие-то потери энергии, которые учитываются коэффициентом полезного действия (к. п. д.) т] [c.17]

    Устройство водородно-кислородного топливного элемента показано на рис. 16.11. В подобных элементах используют также многие другие топлива. В качестве окисляемых на аноде веществ можно применять газообразные углеводороды, а кислорода, содержащегося в воздухе, вполне достаточно для обеспечения катода электродным веществом. Предполагаемый коэффициент полезного действия промышленных топливных элементов должен вдвое превосходить КПД обычных паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания. [c.297]

    При снижении нафузки СД снижается абсолютная величина потерь мощности в СД, но растет доля потерь в мощности, потребляемой из сети, что означает снижение коэффициента полезного действия (КПД) двигателя и перекачки в целом. Дополнительные потери мощности, вызванные недогрузкой СД, по сравнению со случаем, когда номинальная мощность СД была бы равна фактической нафузке на валу, определятся по выражению [c.72]

    Центробежные и осевые насосы. Эти насосы обеспечивают плавную и непрерывную подачу перекачиваемой жидкости при достаточно высоких значениях коэффициента полезного действия. Относительно простое устройство обеспечивает их высокую надежность и достаточную долговечность. Отсутствие поверхностей трения, клапанов создает возможности для перекачивания загрязненных жидкостей. Простота непосредственного соединения с высокооборотными двигателями способствует компактности насосной установки и повышению ее к. п. д. Все эти достоинства лопастных насосов, прежде всего центробежных, привели к тому, что они являются основными насосами в химической промышленности. [c.189]

    В которой d — диаметр шейки вала, а f — коэффициент трения вала в подшипниках. Мощность двигателя выбирается с учетом коэффициента полезного действия приводного механизма (обычно [c.797]

    От вязкости масла зависит величина механических потерь в двигателе, его коэффициент полезного действия и, что особенно важно, —расход топлива. [c.27]

    Для новышения коэффициента полезного действия печи устанавливают воздухоподогреватель. Принципиальная схема трубчатой печи с подогревом воздуха представлена на рис. (20. 27). Вследствие пагрева воздуха, поступающего в печь, снижается температура дымовых газов, уменьшаются потери тепла с отходящими газами, увеличивается коэффициепт полезного действия печи, сокращается расход топлива. Подогрев воздуха способствует повышению температуры в топке, более эффективному горению топлива и более эффективной передаче лучистого тепла. Однако для осуществления подогрева воздуха требуются дополнительные затраты, связанные с установкой воздухоподогревателя, воздуходувки, а также с дополнительным расходом электроэнергии, потребляемой двигателем воздуходувки. [c.490]

    Конструкции современных двигателей внутреннего сгорания ставят перед нефтяной промыш.пенностью вопрос не только о количестве бензина, но и об его качестве. Бензин с высоким октановым числом повышает коэффициент полезного действия, сохраняет и удлиняет работоспособность двигателя, поэтому повышение антидетонациоиных свойств бензина имеет практический интерес. [c.183]

    В отличие от карбюраторного двигателя в такте впуска в цилиндр поступает не горючая смесь, а только воздух. Воздух затем подвергается сильному сжатию (е=16 —20) и нагревается до 500 — 600 °С. В конце такта сжатия в цилиндр под большим давлением впрыскивается топливо через форсунку. При этом топливо мелко расг ыливается, нагревается, испаряется и перемешивается с воздухе м, образуя горючую смесь, которая при высокой температуре самовоспламеняется. Все остальные стадии рабочего цикла происходя так же, как и в карбюраторном двигателе. Более высокая степень сжатия в дизеле обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия двигателя. Однако высокое давление требует применения более прочных толстостенных деталей, что повышает материалоемкость (массу) дизеля. [c.101]

    Снижение коэффициента трения неизменно приводит к снижению износа трущихся поверхностей. Таким образом,без пртленения смазочных масел невозглокна работа двигателей, машин и агрегатов. Применение смазочных масел позволяет повысить коэффициент полезного действия двигателей, машин, агрегатов и увелшчить срок их службы, [c.120]

    Таким образом, комбинирование бензина деструктивной гидрогенизации (получаемого из угля или крекинг-остатков нефти) со спиртом или лучше с гомологами бензола или с индивидуальными изопарафиновыми углеводородами, открывает пути для нрименепия моторов с весьма высокими степенями сжатия и, следовательно, с высоким коэффициентом полезного действия. Установлено, что если при расходе 1 гл горючего машина со степенью сжатия 5 проезжает 15 миль (т. е. при расходе 1 л пробег равен 6,377 км), то та же машина со степенью сжатия 6, 7 и 8 проезжает 16,37 17,58 и 18,55 мили (т. е. при расходе 1 л соответственно 6,96 7,59 и 7,89 км), или расход горючего при степенях сжатия 5, 6, 7 и 8 составит на каждые 100 км 15,681, 14,386, 12,882 и 9,500 л. Расходы топлива в двигателе в 400 л. с., при различных октановых числах этих топлив, иллюстрируются, кроме того, следующими данными [3]  [c.7]

    Коэффициент полезного действия компрессорной установки Пиз. уст должен учитывать КПД передачи движения от вала двигателя к валу компрессора Ппер и КПД двигателя -Пдв [c.53]

    Коэффициент полезного действия электродвигателя Г1э есть отношение получаемой механической мощности к затраченной электрической мощности двигателя. Значения т)э при различных нагрузках сообщаются поставщиком электродвигателя в виде диаграмм. Для точной работы нужно использовать электродвигатели постоянного тока. При малоыасштабных процессах вал мешалкн можно непосредственно соединять с валом электродвигателя и регулировать скорость вращения мешалки реостатом. [c.44]

    Химические источники электрического тока. Различные виды энергии, необходимые человеку, часто получают из химической энергии, освобождающейся в результате реакций. Превращение химической энергии в теплоту происходит наиболее просто. Оно может быть осуществлено простым сжиганием различных вешестч на воздухе. Значительно сложнее химическую энергию превращать в электрическую . На тепловых электростанциях химическая энергия, содержащаяся в угле или нефти, путем сжигания последних превращается в тепловую, которая при помощи тепловых двигателей превращается в электрическую. Принципиально в гальванически,ч элементах химическая энергия может превращаться в электрическую с коэффициентом полезного действия (сокращенно к, п. д.), равным 100%. На практике к. п. д., конечно, ниже, но все же достигает 90%. На тепловых электростанциях значения к. п, д. составляют око.ю 35%. [c.245]

    Не меньшая пестрота в показателях исггользовяния топлива наблюдается и па транспорте. Так, коэффициент полезного действия паровозов совершенно ничтожен — всего лишь около 5—7%. С большей эффективностью используется топливо в тепловозах, т. е. современных локомотивах, в которых паровые котлы и машины заменены более экономичными двигателями внутреннего сгорания. Большую экономию топлива дает также применение электровозов. [c.106]

    Прежде всего следует помнить что все жидкое и большая 1асть твердого топлива сжигается в настоящее время в распыленном состоянии т е в виде аэрозоля Поэтому распылению жидких топлив превращению угля в пылевидное топливо и горению аэрозолей посвящена обширная литература - Для ракет НОИ техники большое значение имеет процесс горения металлических порошков Образующийся при этом аэрозоль из металлических окислов существенно сни жает коэффициент полезного действия ракетных двигателеи и это явление в настоящее время является предметом интенсивного исследования Интересные применения аэрозоли получили как теплоносители и охладители для реакто ров и как рабочее тело в магнитогидродинамических двигателях [c.418]

chem21.info

Каков КПД у двигателя внутреннего сгорания

Наверняка, многие автолюбители задавались вопросом о том, насколько мощность двигателя внутреннего сгорания соответствует полезности. Предполагается, что чем у силовой системы показатель КПД выше, тем она эффективнее. Если говорить абсолютными категориями, то на сегодняшний день самый высокий коэффициент у электрических двигателей, в некоторых моделях он достигает порядка 95 процентов. Что же до двигателей внутреннего сгорания, то  у большинства из них, вне зависимости от типа топлива этот показатель весьма далёк от идеальных цифр.

 

 

КПД двигателя

КПД двигателя внутреннего сгорания

 

Конечно, современные двигатели гораздо эффективнее тех, что были разработаны и выпущены лет десять назад, обусловлено это объективными причинами развития технологий. В начале нулевых мотор объёмом в полтора литра выдавал в среднем около семидесяти лошадиных сил, и это было нормальным. Сегодня количество голов в табуне такого же объёма может достигать более 150. Каждый шажочек в плане увеличения КРД двигателя даётся производителям кропотливым трудом и перебором проб, ошибок и удач.

 

Где теряется эффективность

 

Забегая вперёд можно констатировать, что для бензиновых двигателей КПД равен примерно 25 процентам. Почему так мало, и чем обусловлены такие цифры? Причины здесь в потерях: если взять некое количество топлива, и обозначить его ста процентами чистой энергии, передающейся мотору, то можно проследить все потери.

 

  • Для начала следует разобрать топливную эффективность. Все мы в курсе, что топливо сгорает не полностью, и некоторая его часть просто выходит в виде отработанных газов и вместе с ними. А это уже потеря примерно четверти эффективности, то есть – минус 25%. Даже инжектор и другие современные системы не решают этого вопроса, хоть и стали очень эффективными.
  • Далее идут тепловые потери. Мотор греет себя, воздух, другие элементы и узлы, к примеру, радиатор, охлаждающую жидкость, свой корпус, а также выхлоп. В этом месте эффективность теряет ещё около 35%.
  • Немало процентов забирают механические потери. Это поршни, шестерни, кольца, подшипники и прочие элементы и узлы, где присутствует трение. Сюда же относим и нагрузки генератора, который при выработке электроэнергии заметно тормозит коленвал. Несмотря на то, что смазочные материалы стали гораздо эффективнее, вынь да положь ещё двадцать процентов потерь.

 

И что у нас остаётся в остатке? А всего 20%! Понятно, что это средний показатель, и бензиновые двигатели бывают более эффективными, но насколько – может ещё пять-семь процентов, не больше. Да и двигателей таких совсем немного. Итого из залитых десяти литров топлива, что автомобиль съедает на сто километров пробега, на полезную работу уходить всего два с половиной литра, а остальные семь-восемь литров попросту уходят в потери.

 

КПД двигателя

Лучшие двигатели внутреннего сгорания эффективны на 25%

 

Дизель или бензин

 

А что в этом плане показывают дизельные агрегаты, и эффективнее ли они бензиновых собратьев? Если не лезть в самые гущи технических джунглей, то коротко можно констатировать, что в плане КПД дизельные двигатели будут эффективнее бензиновых. Если бензиновый агрегат преобразовывает всего 25 % топливной энергии в энергию механическую, то показатели дизельных моторов достигают 40%. А если дизель оснастить качественной турбиной, то КПД может достигать и пятидесяти процентов.

 

Подошла ли эволюция двигателей внутреннего сгорания к своему пику? Возможно. Поэтому сейчас всё больше автопроизводителей обращают внимание на электрическую тягу. Осталось лишь разработать эффективные батареи, не боящиеся мороза, и долго держащие заряд.

 

КПД двигателя

КПД электрического двигателя двигателя

Другие записи по теме:

autowestnik.ru