角加速度、加速時間與發(fā)動機有效功率的關(guān)系
角加速度、加速時間與發(fā)動機有效功率的關(guān)系
無負(fù)荷測功的測量原理,是基于一種動力學(xué)方法,。發(fā)動機在怠速或某一空載低速下,突然打開節(jié)氣門至zui大開度加速到zui大轉(zhuǎn)速時,,發(fā)動機產(chǎn)生的動力,,除克服各種阻力矩外,其有效扭矩全部用來加速運轉(zhuǎn)自身的運動機件,,即發(fā)動機以自身運動機件為載荷加速運轉(zhuǎn),。如果被測發(fā)動機的有效功率越大,其瞬時加速度越大,,而加速時間越短,。瞬時角加速度和加速時間均可測得,只要測得兩者中之一便可獲得功率,。
角加速度,、加速時間與發(fā)動機有效功率的關(guān)系證明如下。
1.測角加速度
扭矩與角加速度的關(guān)系:
Me==
×
,,N·m
式中Me——發(fā)動機有效扭矩,,N·m;
I ——發(fā)動機運轉(zhuǎn)機件對曲軸中心線的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量,,N·m s2
n ——發(fā)動機轉(zhuǎn)速,,r/min;
——曲軸的角加速度,,1/s2;
——曲軸的加速度,,r/s2,。
把Me帶入式(4-1)得:
Pe=,KW
令: C1=
則: Pe=C1n
由于加速過程是非常穩(wěn)定工況,,因而測得的功率小于同一轉(zhuǎn)速下的穩(wěn)態(tài)測功值,,所以上式應(yīng)乘以修正系數(shù)K,既
Pe=K·C1·n·
令: C2=K·C1
則: Pe=C2·n· (4-2)
上式表明,,發(fā)動機加速過程中,,在某一轉(zhuǎn)速下的有效功率與該缸下的瞬時加速度成正比。因此只要測出加速過程中的這一轉(zhuǎn)速和對應(yīng)的加速度,,即可求出該轉(zhuǎn)速下的有效功率,。轉(zhuǎn)動慣量是可以給出的,通過實測和計算均可得到,如解放CA10B型發(fā)動機的轉(zhuǎn)動慣量為0.94438N·m·s2,。試驗表明,,對與一定型號的發(fā)動機,其轉(zhuǎn)動慣量為一常數(shù),。修正系數(shù)K的數(shù)值可通過臺架對比試驗得出,。
2.測加速時間
如果求出某轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的平均有效功率,可將式4-2變化成下式:
Peav=C2·nav·av
經(jīng)積分,、推導(dǎo)后,,上式變?yōu)椋?/span>
Peav=C2··
(n2-n1)
=·C2·(n2-n1)
令: C3=·C2·(n2-n1) (4-3)
得: Peav= C3·
式中:Peav——平均有效功率;
nav ——平均轉(zhuǎn)速,,nav =
av——平均加速度,;
n1、n2——的起,、止轉(zhuǎn)速,,為一定值;
t ——加速時間
從上式可以看出,,平均有效功率與加速時間成反比,。既節(jié)氣門突然全開時,發(fā)動機由起始轉(zhuǎn)速n1加速到終止轉(zhuǎn)速n2的時間愈長,,表明發(fā)動機有效功率愈?。环粗?,加速時間愈短,,表明有效功率愈大。因此,,測量出某一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的加速時間,,便可獲得平均有效功率值。
通過發(fā)動機臺架對比試驗,,可以找出動態(tài)平均有效功率與穩(wěn)態(tài)額定有效功率直接的關(guān)系,。其中加速時間t與額定有效功率Pe之間的關(guān)系可對無負(fù)荷測功儀進(jìn)行標(biāo)定,以便通過測功加速時間而能直接讀出功率數(shù),。也可以把它們之間的關(guān)系繪制成曲線或排成表格,,以便測出加速時間后能在圖中或表中查處對應(yīng)的功率值。