МОБИЛНЕ МАШИНЕ - ttl.masfak.ni.ac.rsttl.masfak.ni.ac.rs/Predmeti/MM1/13. Mobilne masine I - predavanje 5… · Излазне(спољашње) карактеристике

ttlКатедра за транспортну технику и логистику

проф. др Драгослав Јаношевић

УНИВЕРЗИТЕТ У НИШУ

МАШИНСКИ ФАКУЛТЕТ

МОБИЛНЕ

МАШИНЕI

предавање 5.1

\

Мобилне машине I

трансмисије кретања,

дизел мотори,

принцип рада,

параметри мотора

Катедра за транспортну технику и логистику




ttl

F E

En

Ez

U I

Ene

Ent

Enp

L1L3 L1 LnL2

Fz

Eni

Ep

Fn

Es

Fs

ПОГОНСКИ СИСТЕМИ

Структурни носиоци функције преноса снаге је

погонски систем машине En :

ninpntnen E,E,E,E E

Ene - извор снаге (мотор),

Ent - примаоци и трансформатори снаге

(хидрдаулчке пумпе, претварачи),

Enp - регулатори, разводници и преносници снаге,

Eni - предајници снаге - извршиоци (актуатори)

Ep - погонски механизми

Мобилне машине

Сл.1 а) врсте кретања трактора гусеничар са хидростатичком трансмисијом: а1) кретање право,а2)закретање и а3) кретање; б) хидростатичка трансмисија са електронском контролом оптерећења: 1-дизелмотор, 2-разделни преносник,3-главна хидропумпа,3.1-помоћна пумпа,4-хидромотор,5-бочни редуктор,7-гусенице,8-микроконтролер,9-ручица командног разводника,10-рзводник пумпи,11-про-порционални вентил,12-разводник мотора,14-сигнализатор квара,16-прекидач за промену специфичног протока,17-прекидач за укљу-чивање испрограмиране функције,18-преносни рачунар,19-давач хода папуче гаса,20-давач броја обртајамотора,21-папуча гаса дизел мотора,22-дисплеј[2].

22

1814

16 17

8

9

11

103

3.1

3.1

3

1

4

5

19

20

21

12

7

а1)

а2)

а3)

2

б)a)

Концепције

хидростатичких

погона

гусеничних

кретних механизама

трактори гусеничари






Сл.3.3.30 Хидростатичка трансмисија: а)шема хидростатичке трансмисије, б)Хидростатичка трансмисија код трактора гусеничара.1-

дизел мотор, 2-разделни преносник, 3-аксијално клипна пумпа промењивог специфичног протока, 4-аксијално клипни мотор промењивог

специфичног протока, 5-планетарни бочни редуктор, 6-сегментни ланчаник [1],[3].

3

4б)

3.1

1

4.1

1

6

5

а)

7

1

1.1

2 3

20

21

18

9

1

7

161514

8

12/24V

10

11

12

43.1

1

19

5

13



погона



трактори гусеничари






2

1

C2

C1

L1

L2

C3

C4

C5

L5

L4

L3



погона



средњи хидраулички багери





Мобилне машине и возила

Утоваривачи





Хидростатичке трансмисије кретања машина


Хидродинамичке трансмисије мобилних машина

1

3

6

54

45

6

1 2 3

4

65

4 45

6rd

б)





општа концепција:

1 - дизел мотор

2 -хидродинамички претварач

3 - мењач

4 - карданска вратила

5 - погонски мостови

6- пнеуматици

6

5

4

1

2

3

iv1 iv2 iv3 iv4


Ig

Wh

Iv

Me

Ne

ne

Wv Wi

Wt Wb

Fet Eet

Мотори СУС





топлoта бука

вибрације гасови

гориво

ваздух

момент

обртаји

100% 40%






Мотори СУС

Ото мотори (Nikolaus Otto 1863) -

засновани су на клипном механизму,

користе бензинска горива и оно што их

у основи карактерише јесте принудно

паљење смеше горива варницом пре

сваког експанзионог такта






Мотори СУС

Ванкел мотори (Felix Wankell 1960) -

слични су Ото моторима, карактерише

их механизам са ротационим кретањем

клипа уместо транслаторног кретања

које имају ото и дизел мотори

.






Дизел мотори ( Rudolph Diesel 1892) -

засновани су, на клипном механизму,

користе дизел горива и карактерише их

самозапаљивање смеше ваздуха и

горива

Мотори СУС


Дизел мотори

Ход (положај) клипа у

односу на СМТ:

уз једнакост:

добија се коначно ход клипа:

Брзина кретања клипа:

Убрзање клипа:

Кинематика мотора

cosLcosRLRx

22

22 sinL

R

2

11sin)L/R(1

22

sinL2

R)cos1(Rx

Ме

r

Fcr

Fcp

F34

h

l

d

УМТ

Fp

F12

F12

ωе

1 x

F14

F4

F12

СМТ

A

2.5

3

O

L

F44

4

B

2

F14

)2sinL2

R(sin Rv e

)2cosL

R(cosRa 2

e

30

nee

1 - цилиндар

2 - коленасто враило

3 - клипњача

4 - клип

где је:

- угаона брзина коленастог вратила,

ne - број обртаја коленастог вратила,

L - дужина клипњаче

R - дужина колена коленастог вратила







Запремина између мртвих тачака

представља радну запремину

једног цилиндра :

Минимални простор цилиндра је

у тренутку када је клип у СМТ и

та запремина представља

компресиону запремину

Највећи је када се клип налази у

УМТ и та карактеристична

запремина представља укупну

запремину једног цилиндра

Степен компресије мотора

дефинише се односом:

h4

dh AV

2

h

khu VVV

kV

k

kh

V

VV

Запремина мотора

Ме

r

Fcr

Fcp

F34

h

l

d

УМТ

Fp

F12

F12

ωе

1 x

F14

F4

F12

СМТ

A

2.5

3

O

L

F44

4

B

2

F14







Циклус мотора

Срењи индикаторски притисак:

где је:

R - гасна константа [kJ/kgC],

Hd - топлотна моћ горива [kJ/kg],

Io- теоријска количина ваздуха потребна за

сагоревање [kg ваздуха/kg горива],

i - идикаторски степен искоришћења,

- коефицијент вишка ваздуха,

v- коефицијент пуњења цилиндра свежим

ваздухом,

pо - притисак ваздуха,

To - температура ваздуха [C],

v - густина ваздуха [kg/m3]

vivo

dvi

o

o

o

di

I

H

T R

p

I

Hp

oI

I





усисавање компресија експанзија издувавањеЧетири такта циклуса:

b

ar

b'

c'

c

z z'pi

VVu

VhVk

в)

pc

pz

pi

VVh

Vu

Vk

z z'

b

a

c

в1)

Индикаторски p-V дијаграм



Сила притиска на челу клипа:

Сила инерције клипа:

Сила инерције дела клипњаче:

Резултујућа сила која делује на клип

Сила у правцу клипњаче:

Сила нормална на цилиндар клипа:

Динамика мотора

ApF ip

444 m aF

3434 m aF

)FF(FF 3444p4

cos

FF 4

12

sin

FF 4

14

Ме

r

Fcr

Fcp

F34

h

l

d

УМТ

Fp

F12

F12

ωе

1 x

F14

F4

F1

2

СМТ

A

2.5

3

O

L

F44

4

B

2

F14

F4

Fp

F44+F34

0

експанзија издувавање усисавање компресија







Типична крива обртног

момента Me на коленастом

вратилу за један цилиндар

мотора приказан је на

слици a.

Дијаграм показује да обртни

момент током циклуса мења

знак. Има позитивне

вредности када је смер

деловања исти са смером

окретања вратила.

Испрекидана линија

представља средњи обртни

момент Мes који стврају силе

притиска гасова за време

радног хода клипа

савлађујући спољна

оптерећења мотора.

Момент мотора

sin)cosLcosR( cos

Fr FM 4

12e

Me

0

Me

Ms

Ms

замајац

Ме

r

Fcr

Fcp

F34

h

l

d

УМТ

Fp

F12

F12

ωе

1 x

F14

F4

F12

СМТ

A

2.5

3

O

L

F44

4

B

2

F14





а)



Момент мотора

Me

0

Me

Ms

Ms

замајац

Ме

r

Fcr

Fcp

F34

h

l

d

УМТ

Fp

F12

F12

ωе

1 x

F14

F4

F12

СМТ

A

2.5

3

O

L

F44

4

B

2

F14





Излазни момент мотора је у

појединим деловима циклуса

већи или мањи од момента

оптерећења (шрафиране

површине) што изазива

повећање или смањење

кинетичке енергије система,

односно неравномерност броја

обртаја коленастог вратила.

Регулација неравномености

броја обртаја се постиже

помоћу замајца који се

уграђује на крају коленастог

вратила.

Осим тога, неравномерност

рада мотора се може смањити

повећањем броја цилиндара и

редоследом паљења цилиндара.

sin)cosLcosR( cos

Fr FM 4

12e



Снага дизел мотора се може израчунати помоћу израза:

где је:

pi - средњи индикаторски притисак,

e - степен корисности мотора,

nе - број обртаја мотора,

- тактност мотора,

z – број цилиндара мотора.

Сменом израза за средњи идикаторски притиск:

у претходну једначину добија се коачни израз за снагу мотора:

Снага мотора

ee

2

ieie z30

nh

4

dpz v FN

ee

2

vivo

de

z

30

nh

4

d

I

HN





vivo

dvi

o

o

o

di

I

H

T R

p

I

Hp







Излазне (спољашње) карактеристике

Спољашње карактеристике мотора се

одређују испитивањем мотора под

одређеним условима на пробном столу.

При испитивању мотора мере се:

број обртаја ne [1/min] ,

момент Me [Nm]

на излазу (замајцу) мотора и

часовна потрошња горива Ge [g/h],

На основу измерног броја обртија и

момента одређује се:

снага мотора Ne



Снага мотора:

Момент мотора:

Специфична потрошња горива:

Еластилност мотора према моменту мотора:

Еластилност мотора према броју обртаја мотора:

[g/kWh] N

Gg

e

ee

en

emm

M

Me

em

enn

n

ne

[1/min] - ne





nemax

nen

nem

Me

Ne

ge

Ne

Me

ge

neminne

Mem

Men

Nen

[kNm] n

N 30M

e

ee

[kW] 30

nMMN e

eeee




Постоје међународни (ISO)

и национални стандарди

(JUS, DIN, SAE) који

прописују услове и поступак

испитивања мотора.

Уколико мотор ради у

окружењу које је приближно

условима испитивања, при

избору мотора водити се

рачуна да укупна снага

мотора буде већа од збира

потребне снаге на замајцу

мотора и снаге за погон

помоћне опреме мотора

(вентилатор, алтернатор...).





nemax

nen

nem

Me

Ne

ge

Ne

Me

ge

neminne

Mem

Men

Nen



Промене карактеристика мотора се могу

поделити, зависно од броја обртаја, у четири

основне зоне:

A) зона минималног празаног хода,

B) зона од минималног празног хода до

максималног обртног момента,

C) зона од максималног обртног момента до

максималне снаге и

D) зона од максималне снаге до максималног

празног хода без оптерећења


Me

ne

neNe

ge

nemin

nem

nen

nemaxn

A B C D

Ne

МеМеm

Меn

Nеn







Често се као карактеристике мотора дају

максимална снага Nen и одговарајући број

обртаја nen и максимална момент Mem и

одговарајући број обртаја nem .

У том случају, за познату максималну снагу Nen и

одговарајући број обртаја nen, могуће је одредити

карактеристику мотора, у опсегу од nemin до nen,

на основу емпиријске формуле коју је дао S. R.

Liedermann:

Табела Т.3.1. Коефицијенти снаге мотора

Тип мотора а b c

Ото - карбураторски

Дизел - директно убризгавање

Дизел - са предкомором

Дизел - са вихорном комором

1

0.5

0.7

0.6

1

1.5

1.4

1.3

1

1

1

1

[kW] n

nc

n

nb

n

naNN

3

en

e

2

en

e

en

eene





nemax

nen

ne

Me

Ne

Ne

Me

neminne

Nen

Ne

Me

[kNm] n

N 30M

e

ee

n)10,105,1(n enmaxe

]n,n[n enminee




Уколико мотор ради у

окружењу које је различито у

односу на услове испитивања

мотора, онда се врши

корекција карактеристика

мотора.

Утицајни фактори

корекције зависе од

температуре, влажности и

притиска ваздуха средине у

којој мотор ради.

Висока температура ваздуха

на улазу у мотор може

проузроковати губитак снаге и

створити проблеме у

системима хлађења и

подмазивања мотора.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 4000 45003500

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0

10

20C

30

40

50

60

0C

10

20

30

40

50

60

Надморска висина [m]

100 95 90 85 80 75 70 65 60 [kPa]

Притисак

Природно

усисавање

Турбо-усисавање

Корекциони фактор

снаге мотора

knv





Дијаграм даје фактор корекције knv снаге мотора

зависно од начина пуњења мотора (природно, турбо-

надпуњење), барометарског притиска, надморске висине

и температуре ваздуха.

а)




Коригована снага мотора може

се одредити према изразу:0 10 20 30 40 50 60 70 800 90

Притисак [mm Hg]

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

46

48

50

52

44

Атмосферска

температура

C

20 3040

5060

7080

90100 %

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Процентуално умањење снаге pne%

Релативна влажност

nvne

eek k100

p1NN





На дијаграму је дато процентуално смањење pne

снаге мотора зависно од атмосферске

температуре, притиска и релативне влажности

ваздуха

где је:

Ne - снага мотора при прописаним

условима испитивања мотора,

pen - проценат смањења снаге

зависно од атмосферске

температуре, притиска и релативне

влажности ваздуха, %, (дијаграм б),

knv - фактор корекције снаге мотора

зависно од начина пуњења мотора

(природно, турбо-надпуњење),

барометарског притиска, надморске

висине и температуре ваздуха

(дијаграм а).

б)




Избор параметара мотора











Documents

МОБИЛНЕ МАШИНЕ - ttl.masfak.ni.ac.rsttl.masfak.ni.ac.rs/Predmeti/MM1/13. Mobilne masine I - predavanje 5… · Излазне(спољашње) карактеристике