Основные параметры и характеристики двигателя
Строительные машины и оборудование, справочник
Основные параметры и характеристики двигателя
Работа двигателя характеризуется тремя основными параметрами: мощностью, крутящим моментом и удельным расходом топлива. Различают индикаторную, эффективную, литровую и налоговую мощность.
Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре двигателя, не может быть полностью использована для выполнения полезной работы. Часть ее расходуется на преодоление трения между сопряженными деталями двигателя (цилиндр — поршень, коленчатый вал — подшипники), на привод вспомогательных механизмов (водяной и масляный насосы, вентилятор, генератор и др.), на процесс газообмена в цилиндре (впуск свежего заряда и выпуск отработавших газов). Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью механических потерь NM. Величина NM зависит от типа двигателя и условий его эксплуатации. На величину NM оказывает влияние температура охлаждающей жидкости и масла в Двигателе.
Одним из основных показателей качества двигателя является его экономичность, которая определяется количеством топлива GT в килограммах, расходуемым двигателем за 1 ч работы. Параметрами, характеризующими экономичность работы двигателя, являются индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Тепловой баланс двигателя может определяться экспериментально или расчетным путем.
Автотракторный двигатель эксплуатируется в условиях переменных нагрузок, частого изменения скоростного режима, поэтому мощность двигателя всегда должна соответствовать такой величине, при которой машина движется с требуемой скоростью, обеспечивает заданные динамические качества при высокой топливной экономичности. Для оценки технико-экономических показателей двигателей при работе в различных условиях пользуются характеристиками двигателей. Характеристикой называется графическая зависимость одного из основных показателей работы двигателя (эффективная мощность Ne, эффективный крутящий момент Ме, частота вращения пе коленчатого вала, эффективный удельный расход топлива ge) от другого показателя или фактора, влияющего на его работу.
Различают скоростные, нагрузочные и регулировочные характеристики двигателей.
Скоростная характеристика представляет собой зависимость эффективной мощности Ne, эффективного крутящего момента на валу двигателя Ме, эффективных часового де и удельного ge расходов топлива от частоты вращения коленчатого вала пе. Различают внешнюю скоростную характеристику, соответствующую полному открытию дроссельной заслонки карбюраторного двигателя или аксимальной подаче топлива в дизеле, и частичные скоростные характеристики, полученные при неполностью открытых дроссель-ных заслонках или подачах топлива. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя снимается в диапазоне от минимальной устойчивой частоты вращения, соответствующей номинальной эффективной мощности. При малой частоте вращения коленчатого вала развиваемая двигателем мощность Ne невелика ввиду медленного сгорания топлива, сопровождаемого большой теплоотдачей.
Рис. 1. Внешние скоростные характеристики двигателей
Однако с дальнейшим увеличением пе рост развиваемой двигателем мощности начинает замедляться вследствие уменьшения среднего эффективного давления ре в цилиндрах из-за уменьшения коэффициента наполнения и увеличения механических потерь.
Внешнюю скоростную характеристику дизеля снимают при максимальной подаче топлива в цилиндры на определенном скоростном режиме, бездымной работе и наивыгоднейшем угле опережения впрыска топлива. В диапазоне частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу от пх до пt двигатель может работать только без нагрузки.
Рекламные предложения:
Читать далее: Топлива, применяемые для двигателей внутреннего сгорания
Категория: — Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Технические характеристики двигателя
Главная / Учебник по устройству автомобиля / Глава 4. Двигатель » Подраздел 4.4 Основные технические характеристики двигателя
О любом двигателе можно получить представление, зная набор определенных технических параметров.
Диаметр цилиндра. Имеется в виду внутренний диаметр цилиндра. Обычно измеряется в нескольких точках и рассчитывается как среднее арифметическое из полученных данных.
Ход поршня — это расстояние, которое поршень проходит от ВМТ до НМТ. Равняется также удвоенному радиусу кривошипа.
Примечание
Обычно при описании технических характеристик двигателя диаметр цилиндра и ход поршня записываются вместе, через знак «х», например 95 х 85 мм. Если ход поршня превышает диаметр цилиндра, двигатель называют длинноходным, если наоборот – короткоходным.
Рисунок 4.4 Ход поршня.
Радиус кривошипа – это расстояние, на которое шатунная шейка (та, к которой крепится шатун) отведена от оси коренной шейки коленчатого вала, как показано на рисунке 4. 4.
Рабочий объем двигателя – объем пространства, заключенный между ВМТ и НМТ поршня, умноженный на количество цилиндров. Измеряется в сантиметрах кубических (см3) или литрах (л). А объем, который находится над поршнем, когда тот установлен в ВМТ, называется объемом камеры сгорания. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема называется полным объемом. Обычно в характеристиках полный объем не приводится, однако используется для получения такого немаловажного параметра, как степень сжатия.
Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Данный параметр характеризует то, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь в цилиндре. Записывается обычно в виде соотношения, например, 14:1 – в данном случае имеется в виду, что камера сгорания по объему в 14 раз меньше полного объема. Степень сжатия влияет на эффективность и мощность двигателя: чем выше, тем эффективнее, но есть и ограничения, ввиду особенностей используемого топлива (смотрите ниже в разделе «Система питания современных двигателей»).
Примечание
Если двигатель бензиновый, то бесконечно увеличивать степень сжатия нельзя, так как вместе с этим увеличивается вероятность детонации топливовоздушной смеси и, как следствие, происходит выход из строя всего двигателя. Подробнее о детонации будет рассказано ниже.
Рядность – обозначение взаимного расположения цилиндров. Двигатель может быть рядным, V-образным, W-образным.
Рисунок 4.5 Различные варианты взаимного расположения цилиндров.
Порядок работы. Если в двигателе больше двух цилиндров, то для более равномерной и сбалансированной работы агрегата необходимо, чтобы рабочий ход в каждом из цилиндров реализовывался не одновременно, а в определенной последовательности, при этом очередность определяется, в основном, количеством цилиндров.
Примечание
Для ДВС с одинаковым количеством цилиндров может быть несколько вариантов порядка работы.
Так, например, самый распространенный порядок работы четырехцилиндрового двигателя: 1 – 3 – 4 – 2. Такая запись говорит о том, что сначала рабочий ход будет совершать поршень первого цилиндра, затем третьего, четвертого и второго, соответственно.
Для примера опишем работу четырехцилиндрового рядного двигателя.
Рисунок 4.6 Схематическое изображение четырехтактного четырехцилиндрового рядного двигателя.
В четырехтактном четырехцилиндровом рядном двигателе (показан на рисунке 4.6) кривошипы коленчатого вала расположены в одной плоскости: два крайних кривошипа 1-й и 4-й под углом 180° к двум средним — 2-му и 3-му. При вращении вала поршни первого и четвертого, а также второго и третьего цилиндров попарно движутся в одном направлении. Когда поршни первого и четвертого цилиндров приходят в НМТ, поршни второго и третьего цилиндров находятся в ВМТ, и наоборот. В каждом из цилиндров рабочий цикл завершается за два оборота коленчатого вала, а чередование тактов подобрано таким образом, что одновременно во всех цилиндрах происходят разные такты. Этим обеспечивается равномерность вращения вала.
Предположим, что при первом полуобороте вала (от 0 до 180°) в первом цилиндре поршень идет от ВМТ до НМТ и в нем происходит рабочий ход. Тогда в четвертом цилиндре поршень также движется к НМТ, но происходит впуск горючей смеси. Во втором и третьем цилиндрах поршни движутся к ВМТ, при этом в третьем цилиндре идет сжатие рабочей смеси, а во втором — выпуск отработавших газов.
Примечание
Моменты открытия и закрытия клапанов регулируются распределительным валом (подробнее рассмотрено ниже).
В течение дальнейших трех полуоборотов коленчатого вала в каждом из цилиндров такты будут следовать в обычной для четырехтактного процесса очередности.
К тому времени, когда вал закончит четвертый полуоборот, во всех цилиндрах произойдут все такты рабочего цикла. При дальнейшем вращении вала такты будут повторяться в той же последовательности.
При работе четырехтактного четырехцилиндрового двигателя на каждый полуоборот коленчатого вала приходится один рабочий ход, причем рабочие ходы чередуются не в порядке расположения цилиндров, а в другой последовательности.
Рисунок 4.7 Полуобороты коленчатого вала.
При одной и той же форме расположения кривошипов вала, но при другом порядке открытия и закрытия клапанов, что зависит от конструкции механизма газораспределения, четырехцилиндровый двигатель может иметь другую последовательность чередования тактов и другой порядок работы. Если при первом полуобороте вала в третьем цилиндре будет происходить такт выпуска, а во втором — такт сжатия, то чередование тактов в двигателе изменится, и получится порядок работы 1 — 2 — 4 — 3.
Полуобороты коленчатого вала | Углы поворота коленчатого вала, град | Цилиндры | |||
1-й | 2-й | 3-й | 4-й | ||
1-й | 0 – 180 | Рабочий ход | Выпуск | Сжатие | Впуск |
2-й | 180 – 360 | Выпуск | Впуск | Рабочий ход | Сжатие |
3-й | 360 – 540 | Впуск | Сжатие | Выпуск | Рабочий ход |
4-й | 540 – 720 | Сжатие | Рабочий ход | Впуск | Выпуск |
Компрессия в цилиндре – максимальное давление, создаваемое в цилиндре при сжатии воздуха поршнем. Зачастую измеряется в барах или кг/см2. Часто степень сжатия путают с компрессией. Однако надо всегда помнить, что степень сжатия — параметр исключительно геометрический, в отличие от компрессии.
Мощность двигателя – работа двигателя, совершаемая в единицу времени, измеряется в лошадиных силах (л. с.) или киловаттах (кВт). Проще говоря, мощность — это параметр, который описывает, как быстро может вращаться коленчатый вал двигателя. Чтобы лучше понять, представьте, что вы велосипедист, а мощность — это характеристика, описывающая, как быстро вы можете крутить педали.
Крутящий момент – произведение силы на плечо. В случае двигателя внутреннего сгорания — это тяга, создаваемая на коленчатом валу, иначе говоря — сила, с которой поршень давит через шатун на шатунную шейку коленчатого вала, умноженная на радиус кривошипа (смотрите выше). Чтобы было понятней, вернемся к велосипедисту. Величина тяги на оси педалей зависит как от длины педали (плеча), так и от силы, с которой велосипедист давит на эту педаль. Измеряется крутящий момент в Ньютон на метр (Н·м).
Подраздел 4.3 Классификации двигателей | Назначение, устройство и типы подвесок автомобиля Автоматическая трансмиссия | Подраздел 4.5 Газораспределительный механизм (ГРМ) |
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by Disqus
Feature-engine — 1.5.2
Библиотека Python для проектирования и выбора функций
Feature-engine рулит!
Feature-engine — это библиотека Python с несколькими преобразователями для проектирования и выбора
функции для использования в моделях машинного обучения. Feature-engine сохраняет Scikit-learn
функциональность с методами fit()
и transform()
для изучения параметров, а затем
преобразовать данные.
Специальный двигатель включает трансформаторы для:
Вменение отсутствующих данных
Категориальное кодирование
Дискретность
Закрытие или удаление выбросов
Переменная трансформация
Создание переменной
Выбор переменной
Функции даты и времени
Временной ряд
Предварительная обработка
Feature-engine позволяет вам выбирать переменные, которые вы хотите преобразовать в пределах каждый трансформатор. Таким образом, различные инженерные процедуры могут быть легко применены к различные подмножества признаков.
Преобразователи Feature-Engine могут быть собраны в рамках конвейера Scikit-learn, что позволяет сохранить и развернуть один единственный объект (.pkl) с весь конвейер машинного обучения. Проверьте **Быстрый старт** для пример.
В чем уникальность Feature-engine?
Следующие характеристики делают Feature-engine уникальным:
Feature-engine содержит наиболее исчерпывающую коллекцию преобразований для проектирования функций.
Feature-engine может преобразовывать определенную группу переменных в кадре данных.
Feature-engine возвращает кадры данных, поэтому подходит для исследования данных и развертывания модели.
Feature-engine совместим с конвейером Scikit-learn, грид- и случайным поиском и перекрестной проверкой.
Feature-engine автоматически распознает числовые, категориальные переменные и переменные даты и времени.
Feature-engine предупреждает вас, если преобразование невозможно, например, если применяется логарифмирование к отрицательным переменным или деление на 0.
Если вы хотите узнать больше о том, что делает Feature-engine уникальным, проверьте это статья.
Установка
Feature-engine — это пакет Python 3, который хорошо работает с 3.7 или более поздними версиями. Более ранние версии несовместимы с последними версиями библиотек численных вычислений Python.
Самый простой способ установить Feature-engine из PyPI с pip:
$ pip install feature-engine
Обратите внимание, вы также можете установить его с помощью _ следующим образом:
$ pip install feature_engine
Feature-engine является активным проектом и регулярно публикует новые выпуски. Усовершенствовать Feature-engine до последней версии, используйте pip следующим образом:
$ pip install -U feature-engine
Если вы используете Anaconda, вы можете установить Пакет Anaconda Feature-engine:
$ conda install -c conda-forge feature_engine
Возможности Feature Engine в следующих ресурсах
Feature Engineering for Machine Learning, онлайн-курс.
Выбор функций для машинного обучения, онлайн-курс.
Разработка признаков для прогнозирования временных рядов, онлайн-курс.
Поваренная книга по разработке функций Python, книга.
Выбор функций в машинном обучении с помощью Python, книга.
Дополнительные учебные ресурсы в разделе **Учебные ресурсы**.
Преобразователи Feature-engine
Feature-engine содержит следующие группы преобразователей:
Вменение отсутствующих данных: импутеры
MeanMedianImputer: заменяет отсутствующие данные в числовых переменных средним или медианным значением
ArbitraryNumberImputer: заменяет отсутствующие данные в числовых переменных произвольным числом
EndTailImputer: заменяет отсутствующие данные в числовых переменных числами на концах распределения
CategoricalImputer: заменяет отсутствующие данные произвольной строкой или наиболее часто встречающейся категорией
RandomSampleImputer: заменяет отсутствующие данные наблюдениями случайной выборки из переменной
AddMissingIndicator: добавляет двоичный индикатор отсутствия для отметки наблюдений с отсутствующими данными
DropMissingData: удаляет наблюдения (строки), содержащие пропущенные значения, из фрейма данных
Категориальные кодировщики: Кодировщики
OneHotEncoder: выполняет одно горячее кодирование, опционально: популярных категорий
CountFrequencyEncoder: заменяет категории количеством наблюдений или процентом
OrdinalEncoder: заменяет категории по номерам произвольно или по целевому
MeanEncoder: заменяет категории целевым средним значением
WoEEncoder: заменяет категории по весу улик
PRatioEncoder: заменяет категории на отношение вероятностей
DecisionTreeEncoder: заменяет категории предсказаниями дерева решений
RareLabelEncoder: группирует нечастые категории
StringSimilarityEncoder: кодирует категории на основе схожести строк
Дискретизация переменной: Дискретизаторы
Дискретизатор произвольной формы: сортирует переменную по интервалам, заданным пользователем
EqualFrequencyDiscretiser: сортирует переменную по равным частотным интервалам
EqualWidthDiscretiser: сортирует переменную по интервалам одинаковой ширины
DecisionTreeDiscretiser: использует деревья решений для создания конечных переменных
Ограничение или удаление выбросов
ArbitraryOutlierCapper: ограничивает максимальные и минимальные значения при заданных пользователем значениях
Winsorizer: ограничивает максимальные или минимальные значения с помощью статистических параметров
OutlierTrimmer: удаляет выбросы из набора данных
Числовое преобразование: преобразователи
LogTransformer: выполняет логарифмическое преобразование числовых переменных
LogCpTransformer: выполняет логарифмическое преобразование после добавления постоянного значения
ReciprocalTransformer: выполняет обратное преобразование числовых переменных
PowerTransformer: выполняет степенное преобразование числовых переменных
BoxCoxTransformer: выполняет преобразование Бокса-Кокса числовых переменных
YeoJohnsonTransformer: выполняет преобразование Йео-Джонсона числовых переменных
ArcsinTransformer: выполняет преобразование угловых синусов числовых переменных
Создание признаков:
MathFeatures: создает новые переменные путем объединения признаков с математическими операциями
RelativeFeatures: объединяет переменные со ссылочными функциями
CyclicalFeatures: создает переменные с использованием синуса и косинуса, подходит для циклических функций
Выбор функции:
DropFeatures: удаляет произвольное подмножество переменных из кадра данных
DropConstantFeatures: удаляет постоянные и квазипостоянные переменные из кадра данных
DropDuplicateFeatures: удаляет повторяющиеся переменные из кадра данных
DropCorrelatedFeatures: удаляет коррелированные переменные из кадра данных
SmartCorrelatedSelection: выбирает лучшие функции из коррелированных групп
DropHighPSIFeatures: выбирает функции на основе индекса стабильности населения (PSI)
SelectByInformationValue: выбирает объекты на основе их информационного значения
SelectByShuffling: выбирает функции путем оценки производительности модели после перетасовки функций
SelectBySingleFeaturePerformance: выбирает функции на основе их эффективности при одномерных оценках
SelectByTargetMeanPerformance: выбирает функции на основе целевой средней производительности кодирования
RecursiveFeatureElimination: рекурсивно выбирает функции, оценивая производительность модели
RecursiveFeatureAddition: рекурсивно выбирает функции, оценивая производительность модели
Datetime:
Прогнозирование:
LagFeatures: извлечение функций задержки
WindowFeatures: создание элементов окна
ExpandingWindowFeatures: создание элементов расширяющегося окна
Предварительная обработка:
Оболочка Scikit-learn:
Получение справки
Не можете заставить что-то работать? Вот места, где вы можете найти помощь.
**Руководство пользователя** в документации.
Переполнение стека. Если вы задаете вопрос, пожалуйста, укажите в нем «feature_engine».
Если вы зачислены на курс Feature Engineering for Machine Learning, опубликуйте вопрос в соответствующем разделе.
Если вы зачислены на курс Feature Selection for Machine Learning, опубликуйте вопрос в соответствующем разделе.
Присоединяйтесь к нашему сообществу Gitter. Вы также задаете вопросы здесь.
Задайте вопрос в репозитории, заполнив задачу (проверьте заранее, не создана ли уже похожая проблема 🙂 ).
Содействие
Заинтересованы в содействии Feature-engine? Это отличная новость!
Feature-engine — это гостеприимный и инклюзивный проект, и мы будем рады видеть вас на борту. Мы следуем Кодекс поведения Python Software Foundation.
Независимо от уровня ваших навыков вы можете нам помочь. Мы ценим сообщения об ошибках, пользовательское тестирование, запросы функций, исправления ошибок, добавление тестов, усовершенствований продукта и документации улучшения. Мы также ценим блоги о Feature-engine. Если он у вас есть, дайте нам знать!
Для получения более подробной информации о том, как внести свой вклад, посетите страницу вклада. Нажать на **Внести** руководство.
Открытый исходный код
Лицензия на функциональный движок является открытым исходным кодом BSD 3-Clause.
Feature-engine размещен на GitHub. Проблемы и запросы на вытягивание отслеживаются там.
Содержание
- Краткое руководство
- Установка
- Пример использования
- Feature-engine с конвейером Scikit-learn
- Руководство пользователя
- Трансформация
- Создание
- Выбор
- Временной ряд
- Другое
- API
- Трансформация
- Создание
- Выбор
- Временной ряд
- Другое
- Ресурсы
- Курсы
- Книги
- Блоги, видео и многое другое
- Учебники
- Пожертвовать
- Способы пожертвовать
- Как связаться
- Руководство для участников
- Около
- Около
- Управление
- Дорожная карта
- Что нового
- Версия 1. 5.X
- Версия 1.4.X
- Версия 1.3.X
- Версия 1.2.X
- Версия 1.1.X
- Версия 0.6.X
- Поддержите нас
- Спонсоры
Особенности и функции поршневых двигателей – Petrotech, Inc.
Мощные и эффективные двигатели многих типов обеспечивают энергию, необходимую для подачи электроэнергии или привода в секторе энергоснабжения. Нефтяная и газовая промышленность использует двигатели внутреннего сгорания на трех основных рынках: электростанции, компрессоры и насосы. На электростанциях двигатели сжигают топливо, которое нельзя использовать в турбинах; в перекачке обеспечивают механический привод; а при сжатии они используются в газораспределительных линиях. Наиболее популярным типом двигателя внутреннего сгорания, используемым сегодня в этих областях, является поршневой двигатель.
Что такое поршневые двигатели?
Поршневой двигатель, также известный как поршневой двигатель, представляет собой один из двух типов двигателей внутреннего сгорания, которые работают за счет сжигания топлива для выработки энергии. Другой тип — это более ранняя форма, называемая роторным двигателем, и, хотя поршневые двигатели все еще используются сегодня, они более распространены во многих отраслях промышленности. Роторный двигатель имеет четыре отдельных отсека, и в каждом из них выполняется определенная работа: впуск, сжатие, сгорание (или воспламенение) или выпуск. С другой стороны, поршень (поршни) в поршневом двигателе выполняет каждую из этих четырех работ в одном цилиндре.
Как они работают?
Мощность, создаваемая поршневыми двигателями, создается за счет сжатия топлива с помощью поршня или поршней для создания сгорания и, в свою очередь, создания кругового вращательного движения. Этот процесс называется четырехтактным циклом, поскольку, подобно роторному двигателю, поршневые двигатели работают по повторяющейся схеме впуска, сжатия, сгорания и выпуска. Первый шаг — впуск, при котором топливо впрыскивается в цилиндр, толкая поршень к низу. Далее, при сжатии поршень выталкивается к верхней части цилиндра. Это оказывает давление на топливо, и свеча зажигания воспламеняет его, создавая следующий шаг: сгорание. Это воспламенение толкает поршень обратно вниз, создавая энергию. Отходы высвобождаются на последнем этапе, выхлопе, и цикл начинается снова.
Каковы преимущества поршневых двигателей?
Поршневые двигатели являются более современными из двух типов двигателей внутреннего сгорания, и во многих случаях они оказались более эффективными. Хотя на рынке, безусловно, все еще есть место для роторных двигателей, их использование гораздо более ограничено. Например, они встроены во многие гоночные автомобили, поскольку обеспечивают более высокое значение крутящего момента, что, в свою очередь, обеспечивает максимальное ускорение. Однако роторные двигатели гораздо труднее герметизировать, и у них часто возникают проблемы с утечкой давления и проблемами со смазкой. Поршневые двигатели бывают разных конфигураций, чтобы соответствовать конкретным машинам или задачам, и являются наиболее распространенным типом двигателей, используемых в современных автомобилях.
Какое обслуживание и техническое обслуживание им требуется?
Так же, как и двигатель в автомобиле, поршневой двигатель на объекте энергоснабжения необходимо надлежащим образом обслуживать и ремонтировать для достижения максимальной производительности и долговечности. В Petrotech мы предоставляем решения для любого типа OEM-оборудования, чтобы помочь нашим клиентам контролировать, автоматизировать и обслуживать свои поршневые двигатели, помогая максимизировать эффективность и минимизировать потребность в ремонте. Поскольку мы можем проектировать и устанавливать индивидуальные системы управления для существующего оборудования объекта, мы можем помочь нашим клиентам оптимизировать функциональность без дополнительных затрат времени и средств на перестановку оборудования. Наши системы управления могут включать контроль и мониторинг следующих аспектов технического обслуживания:
- Частота вращения двигателя
- Скорость турбонагнетателя
- Крутящий момент
- Соотношение воздух-топливо
- Температура выхлопных газов
- Давление в воздушном коллекторе
- Вибрация Температура воздушного коллектора
- Момент зажигания
Системы удобны в использовании и адаптированы к требованиям каждого клиента.