기계 장치의 효율성 계산

기계 장치 - 작업 기계의 엔진 메커니즘, 변속기 메커니즘 및 메커니즘 세트.

별도로 확립 된 운동을 고려합시다. 이 운동의 각 완전한 주기에 대해 운동 에너지의 증가는 0입니다.

∑(mv2)/2-∑(mv02)/2=0 (1)

기계적 효율성 (효율)은 정상 운동 주기에 대한 모든 추진력의 일에 대한 생산 저항의 일의 절대값의 비율입니다. 따라서 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

케이피디 공식에 의해 결정됩니다. η=Ап. s/지옥 (2)

어디에: Aps - 생산력의 작업;

지옥은 원동력이 하는 일입니다.

일 비 생산 저항의 구동력 일에 대한 비율은 일반적으로 Ψ로 표시되며 기계적 손실 계수라고합니다. 따라서 공식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

η \u003d AT / AD \u003d 1 - Ψ (3)

작업 메커니즘에서 비생산적인 저항이 적을수록 손실 계수가 낮아지고 에너지 측면에서 메커니즘이 더 완벽해집니다.

어떤 메커니즘에서도 AT의 작업은 저항의 생성력이 아니기 때문에 마찰력(서리 마찰, 미끄럼 마찰, 건조, 반건조, 액체, 반 액체)은 실제로 0과 같을 수 없습니다. 효율성은 0과 같을 수 없습니다.

공식 (2)에서 다음과 같은 경우 효율성은 0과 같을 수 있습니다.

이는 구동력의 작업이 메커니즘에 존재하는 비생산적 저항의 모든 힘의 작업과 동일한 경우 효율성이 0임을 의미합니다. 이 경우 이동은 가능하지만 작업을 수행하지 않습니다. 이러한 메커니즘의 움직임을 아이들 움직임이라고 합니다.

효율성은 0보다 작을 수 없습니다. 이를 위해서는 AT / IM의 작업 비율이 1보다 커야하기 때문입니다.

AT / BP >1 또는 AT > BP

이러한 부등식으로부터 특정 조건을 만족하는 메커니즘이 정지해 있으면 실제 운동이 발생할 수 없다는 결론이 나옵니다. 자체 제동 메커니즘.메커니즘이 움직이는 경우. 그런 다음 비생산적인 저항력의 영향으로 멈출 때까지 점진적으로 진행 속도를 늦춥니다(느림). 결과적으로 이론적 계산에서 음의 효율성 값을 얻는 것은 메커니즘의 자체 제동 또는 주어진 방향으로의 이동 불가능의 표시입니다.

따라서 메커니즘의 효율성은 다음과 같이 다양할 수 있습니다.

0 ≤η< 1 (4)

공식 (2)에서 효율 Ψ는 다음과 같이 변합니다. 0 ≤η< 1

기계 장치에 있는 기계의 관계.

각 기계는 특정 방식으로 연결된 복잡한 메커니즘이며 일부 복잡한 기계는 더 간단한 것으로 나눌 수 있으며 K.P.D를 계산할 수 있습니다. 간단한 메커니즘 또는 K.P.D.의 특정 값을 마음대로 사용할 수 있습니다. 간단한 메커니즘으로 완전한 K.P.D를 찾을 수 있습니다. 어떤 조합으로든 간단한 요소로 구성된 기계.

운동과 힘의 전달이 가능한 모든 경우는 직렬, 병렬 및 혼합 연결의 경우로 나눌 수 있습니다.

K.P.D를 계산할 때 연결, N1=N2=N3=N4, η1=η2=η3=η4=0.9의 네 가지 메커니즘으로 구성된 집계를 취합니다.

추진력(BP) = 1.0을 받아들입니다.

K.P.D를 고려하십시오. 직렬 연결.

첫 번째 메커니즘은 지옥의 일을 하는 추진력에 의해 작동됩니다. 생산 저항에 소비 된 이전 메커니즘의 유용한 작업은 이후의 각 메커니즘에 대한 추진력의 작업이므로 K.P.D. 첫 번째 메커니즘의 η는 다음과 같습니다.

초 - η \u003d A2 / A1

세 번째 - η \u003d A3 / A2

네 번째 - η \u003d A4 / A3

전체 효율성 η1n=An/Ad

이 효율 계수의 값은 모든 개별 효율 계수 η1, η2, η3, η4를 곱하여 얻을 수 있습니다. 우리는

η=η1*η2*η3*η4=(A1/AD)*(A2/A1)*(A3/A2)*(A4/A3)=An/AD (5)

따라서 메커니즘 직렬 연결의 전체 기계적 효율성은 하나의 공통 시스템을 구성하는 개별 메커니즘의 기계적 효율성의 곱과 같습니다.

η=0.9*0.9*0.9*0.9=0.6561=Ap. 와 함께.

K.P.D를 고려하십시오. 병렬 연결.

메커니즘이 병렬로 연결되면 두 가지 경우가 있을 수 있습니다. 하나의 동력원에서 여러 소비자에게 전력이 전달되고 여러 소스가 한 소비자에게 병렬로 공급됩니다. 그러나 우리는 첫 번째 옵션을 고려할 것입니다.

이 연결: Ap. s.=A1+A2+A3+A4

만약 K.P.D. 각 메커니즘은 동일한 then을 가지며 전력은 각 메커니즘에 균등하게 분배됩니다: ∑КI=1 then ⇒ К1=К2=К3=К4=0.25.

그러면: η=∑Кi*ηi (6)

η =4(0.25*0.90)=0.90

따라서 전체 K.P.D. 단위 사슬의 각 개별 섹션의 곱의 합으로 병렬 연결.

혼합 화합물의 효율성을 고려하십시오.

이 경우 메커니즘의 직렬 및 병렬 연결이 모두 있습니다.

이 경우 전력 Ad는 두 가지 메커니즘(1.3)으로 전달되고 이들 메커니즘에서 나머지 메커니즘(2.4)으로 전달됩니다.

η1*η2=A2 및 η3*η4=A4, K1=K2=0.5이기 때문에

A2와 A4의 합은 Ap와 같습니다. 와 함께. 그런 다음 공식 (1)에서 K.P.D를 찾을 수 있습니다. 시스템

η=К1*η1*η2+К2*η3*η4 (7)

η=0.5*0.9*0.9+0.5*0.9*0.9=0.405+0.405=0.81

따라서 전체 K.P.D. 혼합 연결은 직렬로 연결된 기계적 계수의 곱에 구동력 부분을 곱한 값과 같습니다.

효율성 향상 방법

이제 엔지니어의 주요 노력은 부품의 마찰, 불완전 연소로 인한 연료 손실 등을 줄여 엔진 효율성을 높이는 데 있습니다. 효율성을 높일 수 있는 실제 가능성은 여전히 ​​크며 조치는 다음과 같습니다. 다양한 종류의 에너지 손실로 인한 효율의 실제 값은 약 40%입니다. 최대 효율(약 44%)에는 내연 기관이 있습니다. 열기관의 효율은 가능한 최대값인 40-44%를 초과할 수 없습니다.

결론: 메커니즘의 각 연결을 개별적으로 고려할 때 병렬 연결의 최고 효율은 η=0.9와 같다고 말할 수 있습니다. 따라서 집계에서 병렬 연결을 사용하거나 최대한 가깝게 사용하려고 해야 합니다.

효율 계산 - 3개의 투표를 기반으로 5점 만점에 4.0

아마 모두가 내연기관의 효율(효율 계수)에 대해 궁금해했을 것입니다. 결국이 표시기가 높을수록 전원 장치가 더 효율적으로 작동합니다. 현재 전기 유형이 가장 효율적인 것으로 간주되며 효율성은 최대 90-95 %에 도달 할 수 있지만 디젤이든 가솔린이든 내연 기관의 경우 가볍게 말하면 이상적이지 않습니다 ...

솔직히 말해서 최신 엔진 옵션은 10년 전에 출시된 해당 옵션보다 훨씬 효율적이며 여기에는 여러 가지 이유가 있습니다. 1.6 리터 옵션 이전에 스스로 생각해보십시오. 60 - 70 hp 만 제공했습니다. 이제이 값은 130-150 hp에 도달 할 수 있습니다. 이것은 각 "단계"가 시행 착오를 통해 주어지는 효율성을 높이기 위한 고된 작업입니다. 그러나 정의부터 시작하겠습니다.

-이것은 연료를 점화하여 형성된 가스의 압력으로 인해 피스톤이받는 동력에 대한 엔진의 크랭크 샤프트에 공급되는 동력의 두 가지 비율의 값입니다.

간단히 말해서, 이것은 연료 혼합물(공기 및 가솔린)의 연소 중에 나타나는 열 또는 열 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 것입니다. 이것은 예를 들어 증기 발전소에서 이미 발생했습니다. 또한 온도의 영향으로 연료가 장치의 피스톤을 밀었습니다. 그러나 그곳의 설비는 몇 배나 더 크고 연료 자체는 고체(보통 석탄 또는 장작)여서 운송 및 작동이 어려웠으며 삽으로 용광로에 지속적으로 "공급"해야 했습니다. 내연 기관은 증기 기관보다 훨씬 더 작고 가벼우며 연료를 저장하고 운반하기가 훨씬 쉽습니다.

손실에 대한 추가 정보

앞을 내다보면 가솔린 엔진의 효율은 20~25% 정도라고 자신있게 말할 수 있습니다. 그리고 여기에는 많은 이유가 있습니다. 들어오는 연료를 가져와 백분율로 다시 계산하면 엔진으로 전달되는 "에너지의 100%"를 얻고 손실은 다음과 같습니다.

1)연료 효율성 . 모든 연료가 연소되는 것은 아니며 그 중 일부가 배기 가스와 함께 남습니다. 이 수준에서 우리는 이미 최대 25%의 효율성을 잃습니다. 물론 이제 연료 시스템이 개선되고 인젝터가 등장했지만 이상적이지 않습니다.

2) 두 번째는 열 손실입니다.그리고 . 엔진은 자체 및 라디에이터, 본체, 순환하는 액체와 같은 다른 많은 요소를 예열합니다. 또한 열의 일부는 배기 가스와 함께 사라집니다. 이 모든 경우 최대 35%의 효율성 손실이 발생합니다.

3) 세 번째는 기계적 손실입니다. . ON 모든 종류의 피스톤, 커넥팅 로드, 링 - 마찰이 있는 모든 장소. 여기에는 발전기 부하로 인한 손실이 포함됩니다. 예를 들어 발전기가 더 많은 전기를 생산할수록 크랭크축의 회전이 더 느려집니다. 물론 윤활유도 한 걸음 더 나아갔지만 다시 말하지만 아직 마찰을 완전히 물리친 사람은 없습니다. 또 다른 20% 손실

따라서 건조 잔류 물에서 효율은 약 20 %입니다! 물론 휘발유 옵션 중에서 눈에 띄는 옵션이 있는데 이 수치가 25%로 증가하지만 그렇게 많지는 않습니다.

즉, 자동차가 100km당 10리터의 연료를 소비하는 경우 2리터만 직접 작동하고 나머지는 손실입니다!

물론, 당신은 예를 들어 머리를 지루하게하여 힘을 높일 수 있습니다. 우리는 짧은 비디오를보고 있습니다.

공식을 기억하면 다음을 얻습니다.

어떤 엔진이 가장 높은 효율을 가집니까?

이제 가솔린과 디젤 옵션에 대해 이야기하고 어느 것이 가장 효율적인지 알아보려고 합니다.

간단히 말해서 기술 용어의 정글에 들어가지 않으려면 - 두 가지 효율성을 비교하면 가장 효율적인 것은 물론 디젤이며 그 이유는 다음과 같습니다.

1) 가솔린 엔진은 에너지의 25%만 기계적 에너지로 변환하지만 디젤 엔진은 약 40%를 변환합니다.

2) 디젤형에 터보차저를 장착하면 50~53%의 효율을 달성할 수 있는데 이는 매우 중요하다.

그래서 왜 그렇게 효과적입니까? 간단합니다. 유사한 유형의 작업에도 불구하고(둘 다 내연 기관임) 디젤 엔진이 훨씬 더 효율적으로 작업을 수행합니다. 압축률이 더 높고 연료가 다른 원리로 점화됩니다. 가열이 적어 냉각이 절약되고 밸브가 더 적으며(마찰 절약) 일반적인 점화 코일과 점화 플러그가 없으므로 발전기에서 추가 에너지 비용이 필요하지 않습니다. . 더 낮은 속도에서 작동하므로 크랭크축을 거칠게 크랭크할 필요가 없습니다. 이 모든 것이 디젤 버전을 효율성 면에서 챔피언으로 만듭니다.

디젤 연료 효율 정보

효율 계수의 값이 높을수록 연비도 따라옵니다. 예를 들어, 1.6리터 엔진은 소비량이 7-12리터인 가솔린 유형과 달리 도시에서 3-5리터만 소비할 수 있습니다. 디젤 엔진에는 많은 것이 있으며 엔진 자체는 종종 더 작고 가벼우 며 최근에는 환경 친화적입니다. 이러한 모든 긍정적인 측면은 더 큰 가치, 효율성과 압축 사이에는 직접적인 관계가 있습니다. 작은 판을 보십시오.

그러나 모든 장점에도 불구하고 많은 단점도 있습니다.

명확해지면서 엔진 효율내연은 이상적이지 않으므로 미래는 확실히 전기 옵션입니다. 서리를 두려워하지 않고 오랫동안 충전을 유지하는 효율적인 배터리를 찾는 것만 남아 있습니다.

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