Влияние температуры воздуха на мощность двигателя

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТРЫ, ДАВЛЕНИЯ И ВЛАЖНОСТИ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ АВИАЦИОННЫХ ГТД

Состояние атмосферы характеризуется температурой, давлением и влажностью воздуха. На параметры атмосферы влияют высота полета, географическая широта местности, времена года и время суток, различные метеорологические явления. Наиболее значительные отклонения состояния атмосферы от МСА характерны для малых высот – от 0 до 5 км. У земли (на уровне моря) температура t_н может изменяться от –60°С до +60°С, а давление р_н – примерно от 85 кПа до 105 кПа (от640 до 790 мм рт. ст.). Влажность воздуха зависит от времени года, климатического района, атмосферных условий, высоты и других факторов.

Влияние изменения давления р_н и температуры Т_н на характеристики ГТД было рассмотрено на примере турбовальных двигателей, где пересчет характеристик на различные атмосферные условия является обязательным и выполняется заранее. Однако и для двигателей других типов это влияние оказывается столь же значительным и требует учета в конкретных условиях эксплуатации силовых установок.

Влияние температуры и давления атмосферы на основные данные двигателя – его тягу (мощность), удельный расход топлива, параметры рабочего процесса, запас газодинамической устойчивости, теплонапряженность деталей горячей части тракта и пр. – зависит от программы управления двигателя и предусмотренных в САУ эксплуатационных ограничений.

Рассмотрим физические причины влияния давления и температуры атмосферного воздуха ы на характеристики ГТД при заданных условиях полета (М_н=const) при n = const и = const.

Влияние изменения давления р_н отличается той особенностью, что, если М_Н и Т_Н не изменяются, приведенные частоты вращения роторов при n = const также остаются постоянными, т.е. сохраняется подобие режимов работы силовой установки. Это означает постоянство всех относительных параметров газового потока и КПД элементов силовой установки. Следовательно, изменение атмосферного давления р_н приводит только к пропорциональному изменению давлений газового потока во всех сечениях проточной части двигателя. Температуры же газового потока в указанных сечениях не изменяются. В таком случае расход воздуха и тяга двигателя (как мы уже знаем) изменяются пропорционально давлению р_н, а удельный расход топлива сохраняется неизменным.

Изменение температуры Т_н (или t_н по шкале Цельсия) при М_н=const (и p_H = const) приводит к изменению температуры на входе в двигатель. При этом изменяются приведенные частоты вращения роторов. Это вызывает изменение режима работы двигателя и всех его параметров. Например, уменьшение n_НД.пр вследствие увеличения температуры приводит к снижению и q(l_в), уменьшению параметров цикла p и D, а также значений G_в и Р_уд. Тяга двигателя при этом уменьшается, а удельный расход топлива возрастает.

На рис. 47.2 показано влияние температуры воздуха t_н на скоростные характеристики ТРДДФсм при на режимах «М» и «ПФ» для двигателя РД-33, рассчитанные с учетом его конкретной программы управления. Здесь и отношение тяги двигателя на максимальном режиме и на режиме «ПФ» к тяге на максимальном режиме при . Как видно, степень снижения тяги и возрастания С_уд c ростом Т_Н являются весьма значительными и усиливаются с увеличением М_н.

Рис. 47.2

Влажность воздуха в метеослужбе принято оценивать по величине его относительной влажности,

где — парциальное давление водяного пара в возду хе при данной температуре t_H ;

р_п.нас – парциальное давление насыщенных водяных паров при той же температуре.

Относительная влажность в метеосводках выражается в процентах.

Для оценки влияния влажности воздуха на па данные двигателя более удобным является понятие влагосодержания d , которое принято определять как количество граммов (или килограммов) водяного пара, приходящихся на 1 кг сухого воздуха в их влажной смеси.

Рис. 47.3

Зависимость d от t_н для разных значений j приведена на рис. 47.3. Как видно, влагосодержания повышается с увеличением не только j, но и t_н. Зимой, а также на больших и средних высотах, когда t_н 2 3

Дата добавления: 2018-05-10 ; просмотров: 2952 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Как температура двигателя влияет на расход топлива?

Чем ниже температура двигателя тем больше время открытия форсунок, соответственно расход. На режиме прогрева смесь всегда обогащенная. Теперь ваш случай: рабочая температура исправного двс = 90С.

Как влияет температура воздуха на расход топлива?

tl; dr: Температура окружающего воздуха, как правило, не должна влиять на эффективность двигателя или расход топлива, но влияет на общую выходную мощность. Не путайте эффективность с выходной мощностью . Это две разные вещи.

Как мороз влияет на расход топлива?

Удивительно, но по законам физики в морозы расход топлива должен падать, так как одновременно с понижением температуры растёт КПД двигателя. Более того, холодный воздух даже немного увеличивает мощность мотора. Но в реальности всё происходит совсем наоборот, и машина начинает значительно больше расходовать бензина.

Почему у машины увеличился расход топлива?

Конечно же, самая банальная причина повышенного расхода – использование некачественного топлива. Если бензин или дизель по своему химическому составу не соответствуют нормативам, то его сгорание происходит нештатно. … На расход топлива также может влиять некачественное моторное масло или его несвоевременная замена.

Как влияет неисправный термостат на работу двигателя?

Отказ термостата не приводит к немедленному полному отказу двигателя, но это может случиться, если повышение температуры охлаждающей жидкости не будет вовремя замечено и мотор перегреется. С другой стороны, работа непрогретого силового агрегата также сокращает его ресурс и приводит к перерасходу топлива.

Как влияет температура воздуха на мощность двигателя?

Понижение температуры увеличивает плотность воздуха, а значит – и кислорода. Движок обретает дополнительные силы. Повышение температуры поступающего в двигатель воздуха на 10° F снижает мощность примерно на 1%. Сильно влияет температура воздуха и на турбированные моторы.

Какие датчики влияют на расход топлива?

Самые главными датчиками в машине, которые влияют на экономичность машины, являются следующие датчики: -датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), датчик коленвала, датчик кислорода, датчик положения распределительного вала (распредвала), датчик положения дроссельной заслонки, датчик детонации, температурный датчик …

Почему растет расход бензина на морозе?

Зимой меняется плотность воздуха. Причем, чем холоднее, тем она выше. … Соответственно, чем выше плотность воздуха, тем сильнее аэродинамическое сопротивление, а значит автомобилю нужно больше топлива, чтобы двигаться с той же скоростью, что и летом. Зима – особенное время для автомобиля и его хозяина.

Как печка влияет на расход топлива?

Влияет ли включённая в салоне печка на расход бензина? На этот вопрос можно ответить так: увеличивается, но незначительно. Потребление вырастает из-за увеличения нагрузки на электросеть авто (на генератор). Бензин тратится только на вращение электродвигателя.

Когда переход на зимний расход топлива?

От климата места эксплуатации зависят и зимние, и летние нормы расхода топлива — с какого месяца вводятся. В центральной части России зимняя надбавка составляет до 10% и вводится она на пять месяцев: с 1 ноября по 31 марта. В северных районах надбавка достигает 20% и применяется до 7 месяцев в году.

Как влияет качество бензина на расход топлива?

Плохое качество бензина также влияет на повышенный расход топлива. … При плохом качестве топлива смесь получается бедная, и чтобы ее выровнять обогатить, время впрыска топливной форсунки увеличивается и как следствие опять повышение расхода топлива.

Почему увеличился расход газа?

Повышенные расход топлива может быть вызван: поздним зажиганием (превышение нормы до 1%). неправильным зазором между электродами свечей зажигания (превышение нормы до 10%); не отрегулированной системой подачи и сжигания горючего (превышение нормы до 50%);

Сколько литров бензина на 1 км?

Формула расчета, по которой работают калькуляторы расхода, очень простая: литраж делим на километраж и умножаем на сто — л/км*100.

Как влияет термостат на работу двигателя?

Как работает термостат

Чтобы ускорить прогрев, термостат блокирует поток охлаждающей жидкости к радиатору, пуская антифриз по так называемому малому кругу — через рубашку охлаждения двигателя. … И наоборот: при снижении температуры клапан термостата закрывается, вновь пуская охлаждающую жидкость по малому кругу.

Что будет если термостат открывается не полностью?

Если клапан термостата «завис» в полностью или частично открытом состоянии — до рабочей температуры двигатель будет прогреваться долго, а в зимнее время рабочая температура может быть и не достигнута.

Какие признаки если не работает термостат?

Заподозрить неисправности термостата позволяют следующие признаки: увеличение рабочей температуры антифриза. При этом нижний патрубок всегда остается холодным, даже на прогретом двигателе. Этот признак указывает на заклинивание клапана термостата в закрытом положении.

Влияние температуры воздуха на мощность двигателя

Игорь, а тебя, лично, что заставило задуматься над этой темой? Плохой пуск, неустойчивая работа, плохая тяга или большой расход?
Ниже привожу, в общих чертах, различия в работе карбюратора и инжектора.
Топливовоздушная смесь (ТВ-смесь) подается от карбюратора к цилиндрам двигателя внутреннего сгорания (ДВС) по длинным трубам впускного коллектора. Длина этих труб к различным цилиндрам двигателя неодинакова, а в самом коллекторе имеет место неравномерность нагрева стенок, даже на полностью прогретом двигателе (рис. 2). Это приводит к тому, что из однородной ТВ-смеси, созданной в карбюраторе, в разных цилиндрах ДВС образуются неодинаковые топливовоздушные заряды. Как следствие, двигатель не отдает расчетную мощность, теряется равномерность крутящего момента, расход топлива и количество вредных веществ в выхлопных газах увеличиваются. Бороться с этим явлением в карбюраторных двигателях очень сложно. Следует также отметить, что современный карбюратор работает на принципе пульверизации, при которой распыление бензина происходит в струе всасываемого в цилиндры воздуха. При этом образуются достаточно крупные капли топлива, что не обеспечивает качественного перемешивания бензина и воздуха. Плохое перемешивание и крупные капли облегчают оседание бензина на стенках впускного коллектора и на стенках цилиндров во время всасывания ТВ-смеси. Один из способов борьбы это подогрев впускного воздуха для лучшего смесеобразования и испарения бензина. Но при принудительном распылении бензина под давлением через калиброванное сопло форсунки частицы топлива могут иметь значительно меньшие размеры по сравнению с распылением бензина при пульверизации. Особенно эффективно бензин распыляется узким пучком под высоким давлением.
Установлено, что при распылении бензина на частицы диаметром менее 15…20 мкм его перемешивание с кислородом воздуха происходит не как взвешивание частиц, а на молекулярном уровне. Это делает ТВ-смесь более устойчивой к воздействию перепадов температуры и давления в цилиндре и длинных трубах впускного коллектора, что способствует более полному ее сгоранию. Так родилась идея заменить пульверизационные жиклеры механического инерционного карбюратора на центральную безынерционную форсунку впрыска (ЦФВ), открывающуюся на заданное время по электроимпульсному сигналу управления от блока электронной автоматики. При этом, помимо качественного распыления и эффективного перемешивания бензина с воздухом, легко получать более высокую точность их дозирования в ТВ-смеси на всех возможных режимах работы ДВС.
Таким образом, за счет применения системы топливного питания с впрыском бензина двигатели современных легковых автомобилей не имеют вышеуказанных недостатков, присущих карбюраторным двигателям, т.е. они более экономичны, обладают более высокой удельной мощностью, поддерживают постоянство крутящего момента в широком интервале частот вращения, а выброс вредных веществ в атмосферу с отработавшими газами минимален

Продолжение следует.

Добавлено (09.02.2012, 21:31)
———————————————
Разберемся с воздухом.
Вначале, воздух проходит через ДМРВ. Работа ДМРВ состоит в том, чтобы рассчитать количество проходящего через него воздуха путем измерения сопротивления нити, т.е. воздух обдувает нить, нить охлаждается, сопротивление её увеличивается — мозги на основании этого считают расход воздуха. Но так как воздух при разной температуре имеет разную плотность то мозги используют датчик ТВ чтоб рассчитать поправку к показаниям ДМРВ и на основании этих показаний вносятся поправки для корректной работы впрыска. Известно, что чем ниже температура воздуха, тем больше его плотность, значит большее количество кислорода попадает в цилиндр и в нем можно сжечь больше топлива, т.е. увеличивается мощность двигателя.
В первой части, я уже писал, что очень холодный воздух может создать проблемы в карбюраторном ДВС, а при впрыске, топливовоздушная смесь образовывается уже в цилиндре.
Да, холодный воздух осложняет возгорание топлива, но это длится не больше минуты, при самом запуске. При нормальной работе всех систем и выходе ДВС на рабочую температуру, холодный воздух влияния на расход, практически не имеет.
Конечно имеет но гораздо в меньшей степени чем неисправности других систем и агрегатов.
А на счет подогрева всасываемого воздуха, а смысл? Если у тебя плохой или не возможен холодный запуск то подогрев тебя не спасет (ДВС холодный). Если проблемы при горячем ДВС и ты думаешь, что это из за холодного воздуха, поставить можно. Но, как я думаю, проблемы не в холодном воздухе, а в не корректной работе каких то датчиков.
Удачи.

Garik, а какие такие изложенные выше факты ты имел ввиду?
Хочу отметить тот факт,что наша машинка не совсем,а точнее совсем не приспособлена к эксплуатации при низких и сверхнизких температурах. Это? Так это только твое предположение, фактов здесь, я не вижу. Garik, хочу фактов.

Момент зажигания и длительность впрыска напрямую зависят от датчика температуры, то бишь, от температуры двигателя. Если температура ДВС 90, а датчик определяет ее как 70 или 80 то ЭБУ будет думать что ДВС холодный и добавит больше топлива, перерасход.
Если наоборот, датчик определяет, а ЭБУ думает что 100-110 то он убавит топливо, значит упадет мощность двигателя и он перестанет тянуть. Не едет гад, ты тапку в пол, чтоб ехал и снова перерасход.
Garik, я твоему посту внимание уделил и хочу услышать от тебя факты, а то у нас дискуссия какая то односторонняя, а вдруг я ошибаюсь?
Хорошими делами, прославиться нельзя. Кто людям помогает, тот тратит время зря.

ЯНАО г. Ноябрьск 89642077689
Форд Аэростар 1992г. 1FMDA11U5NZB36774 ДВС 3.0 АКПП. кондер. 2ВД

Оценка влияние внешних факторов на работу авиационного газотурбинного двигателя

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 04.10.2015 2015-10-04

Статья просмотрена: 3126 раз

Библиографическое описание:

Сенюшкин, Н. С. Оценка влияние внешних факторов на работу авиационного газотурбинного двигателя / Н. С. Сенюшкин, К. Е. Рожков, А. В. Красильников, Р. Р. Хангильдин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 19 (99). — С. 188-192. — URL: https://moluch.ru/archive/99/22202/ (дата обращения: 20.09.2021).

Двигатель на современном самолете эксплуатируется в различных климатических условиях, характеризуемых климатом той или иной зоны земного шара. Существует следующая классификация основных климатических зон: заполярная; умеренная; пустынь и степей; тропиков и субтропиков.

Наибольшее влияние оказывает температура воздуха на входе в двигатель. При работе на одном и том же режиме температура воздуха на входе в двигатель оказывает существенное влияние на температуру газа в тракте двигателя и частоту вращения роторов, а, следовательно, на температуру и напряженность деталей.

Скоростными характеристиками двигателя называют зависимости его тяги и удельного расхода топлива от числа М полета (скорости полета) на заданном режиме работы при неизменной высоте и принятой для двигателя программе регулирования.

При наборе высоты двигатель оказывается в различных условиях работы. Связано это с изменение по высоте плотности воздуха, температуры, а также скоростью полёта самого летательного аппарата (ЛА). Изменение этих параметров может привести к увеличению расхода топлива, изменению расхода воздуха и к неравномерности потока на входе в двигатель, что в свою очередь может привести к помпажу компрессора.

Для анализа зависимости параметров двигателя от скорости полёта при постоянной частоте вращения ротора, с помощью программы DVIGwT строятся высотно-скоростные характеристики (ВСХ). Пример расчетной зависимости приведен на рисунке 1.

На основе полученных графиков можно сделать вывод, что при увеличении скорости полёта на всех рассматриваемых высотах тяга двигателя, расход воздуха на входе в двигатель и удельная тяга уменьшаются, а удельный расход топлива увеличивается.

По аналогичной технологии был произведен расчет влияния различных факторов среды на работу ТРДДФ 4-го поколения. Расчёт был проведен при САУ, Н=0, М=0. Оценка проводилась при постоянных оборотах. Основные данные расчетов приведены на рисунках 2, 3.

Рис. 1. Расчетная зависимость удельной тяги от скорости полёта и высоты

Рис. 2. Зависимость удельного расхода топлива от температуры на входе в двигатель

Рис. 3. Зависимость тяги двигателя, удельной тяги и расхода воздуха от температуры на входе в двигатель

Графики наглядно показывают, что при увеличении температуры на входе в двигатель, тяга двигателя значительно падает, также уменьшается расход воздуха через двигатель и удельная тяга. Так как тяга двигателя сильно падает, то удельный расход топлива увеличивается. Влажность влияет на параметры двигателя значительно меньше. Так при увеличении влажности воздуха на входе в двигатель расход воздуха практически постоянен, удельная тяга и тяга двигателя заметно падают, что в свою очередь приводит к увеличению удельного расхода топлива.

В рамках специальных испытаний возможно провести экспериментальную оценку влияния влаги в воздухе на входе в двигатель на условие его работы.

Различают несколько видов осадков: морось, умеренный обложной дождь, сильный обложной дождь, ливень, тропические осадки

Для испытаний подготовлена специальная установка, созданная авторами. Схема установки приведена на рисунке 4.

Установка для подачи воды включает в себя: двигатель; металлический баллон с водой; баллон со сжатым воздухом; воздушный редуктор; манометр; коллектор; соединительные шланги.

В качестве испытываемого двигателя взят турбостартер ТС-21. Он представляет собой малоразмерный ГТД, состоящий из центробежного компрессора, кольцевой КС, одноступенчатой свободной турбины и планетарного редуктора. Он предназначен для раскрутки ротора основного двигателя на земле при запуске, холодной прокрутке, консервации и расконсервации двигателя. Данные двигатель позволяет при минимальных затратах оценить все необходимые пареметры.

Рис. 4. Гидравлическая схема установки для подачи воды на вход в двигатель: 1 — турбостартер ТС-21; 2 — коллектор; 3 — металлический баллон с водой; 4 — манометр; 5 — воздушный редуктор; 6 — баллон со сжатым воздухом

Коллектор представляет собой загнутый в виде буквы «О» пластмассовый шланг с одним штуцером. В шланге предусмотрены два отверстия, расположенных друг напротив друга. Это позволяет обеспечить равномерность подачи воды. Внутренний диаметр коллектора 140 мм, внешний 160 мм. Диаметр отверстий 1 мм.

Металлический баллон имеет два штуцера, к которым подсоединяются шланг для подачи воздуха и шланга для отвода воды. Также имеется горловина для заливки воды в баллон. Допустимое давление в баллоне 21 кгс/см 2 , что в несколько раз превышает давление, необходимое для успешного проведения эксперимента.

Принцип работы установки заключается в следующем. Воздух из баллона со сжатым воздухом проходит через редуктор, где давление снижается до необходимых 4,8 кгс/см 2 . Затем поступает в металлический баллон, наполненный водой, повышая давление над поверхностью воды. Под действием этого давления вода через соединительные шланги попадает в коллектор, расположенный возле двигателя и, проходя через отверстия, подается на вход в двигатель в виде мелких капель.

Для определения зависимости расхода воды через коллектор от давления в баллон построена проливочная характеристика, представленная на графике 5

Полученные данные для её построения приведены в таблице 1

Данные для проливочной характеристики