Паразитная нагрузка - это термин, используемый в отношении электрических приборов , железнодорожных локомотивов и двигателей внутреннего сгорания . Что касается электроприборов, он представляет собой мощность, потребляемую даже при выключенном приборе, то есть мощность в режиме ожидания . Что касается железнодорожных локомотивов, то это любые нагрузки или устройства, приводимые в действие первичным двигателем, которые не вносят вклад в тяговое усилие , такие как воздушный компрессор, нагнетатель тягового двигателя или вентиляторы радиатора. Что касается двигателей внутреннего сгорания, таких как те, которые используются в автомобилях, это относится к устройствам, которые отбирают энергию от двигателя, чтобы повысить способность двигателя создавать больше энергии или преобразовывать энергию в движение.
Производство электроэнергии
Что касается производства электроэнергии , то паразитные потери - это любые нагрузки или устройства, приводимые в действие генератором, которые не вносят вклад в чистую выработку электроэнергии, определяемую путем вычитания продуктивного дохода из валового дохода или:
GY - PY = PL, где«GY» - валовая выработка электроэнергии (мощность генератора);«PY» - продуктивный доход (электроэнергия, доступная для внешних электрических нагрузок).«ПЛ» - паразитная нагрузка.
Паразитные потери в двигателях внутреннего сгорания
Термин паразитные потери часто применяется к устройствам, которые отбирают энергию от двигателя, чтобы повысить способность двигателя создавать больше энергии или преобразовывать энергию в движение. В двигателе внутреннего сгорания почти каждый механический компонент, включая трансмиссию , вызывает паразитные потери и, таким образом, может быть охарактеризован как паразитная нагрузка.
Примеры
Подшипники , масляные насосы, поршневые кольца , пружины клапанов, маховики , трансмиссии , приводные валы и дифференциалы - все они действуют как паразитные нагрузки, лишающие систему мощности. Эти паразитные нагрузки можно разделить на две категории: те, которые связаны с работой двигателя, и те потери трансмиссии, которые возникают в системах, передающих мощность от двигателя на дорогу (таких как трансмиссия, карданный вал, дифференциалы и оси).
Например, первая категория (паразитные нагрузки двигателя) включает масляный насос, используемый для смазки двигателя, который является необходимым паразитом, потребляющим мощность от двигателя (его хозяина). Другим примером паразитной нагрузки двигателя является нагнетатель , который получает мощность от двигателя и создает большую мощность для двигателя. Мощность, потребляемая нагнетателем, является паразитной потерей и обычно выражается в киловаттах или лошадиных силах . Хотя мощность, которую потребляет нагнетатель по сравнению с тем, что он генерирует, мала, ее все же можно измерить или рассчитать. Одной из желаемых характеристик турбокомпрессора по сравнению с нагнетателем являются более низкие паразитные потери первого. [1]
Паразитные потери трансмиссии включают как установившиеся, так и динамические нагрузки. Устойчивые нагрузки возникают при постоянных скоростях и могут возникать в отдельных компонентах, таких как гидротрансформатор , масляный насос трансмиссии и / или сопротивление сцепления , а также в сопротивлении уплотнения / подшипника, взбалтывании смазки и переносе / трении зубчатой передачи, обнаруживаемых во всей системе. Динамические нагрузки возникают при ускорении и вызваны инерцией вращающихся компонентов и / или повышенным трением. [2]
Измерение
Хотя практические правила, такие как потеря 15% мощности из-за паразитных нагрузок трансмиссии, часто повторяются, фактическая потеря энергии из-за паразитных нагрузок варьируется в зависимости от системы. На нее могут влиять конструкция трансмиссии, тип и температура смазочного материала, а также многие другие факторы. [2] [3] В автомобилях, потеря трансмиссии может быть количественно определен путем измерения разности между мощностью , измеренной с помощью динамометра двигателя и шасси динамометра . Однако этот метод в первую очередь полезен для измерения установившихся нагрузок и может неточно отражать потери из-за динамических нагрузок. [2] В лабораторных условиях можно использовать более продвинутые методы, такие как измерение давления в цилиндрах, расхода и температуры в определенных точках, а также тестирование отдельных деталей или узлов для определения потерь на трение и насосные характеристики. [4]
Например, в тесте по динамометра Hot Rod журнала , A Ford Mustang оснащен модифицированной 357ci небольшой блок Форд V8 двигатель и автоматическая коробка передач была измерена потеря трансмиссии усреднения мощности 33%. В том же тесте Buick, оснащенный модифицированным двигателем 455ci V8 и 4-ступенчатой механической коробкой передач, показал среднюю потерю мощности трансмиссии 21%. [5]
Лабораторные испытания дизельного двигателя большой мощности показали, что 1,3% потребляемой энергии топлива было потеряно из-за паразитных нагрузок на вспомогательное оборудование двигателя, такое как водяные и масляные насосы. [4]
Снижение
Автомобильные инженеры и тюнеры обычно выбирают конструкцию, которая снижает паразитные нагрузки, чтобы повысить эффективность и выходную мощность. Это может включать выбор основных компонентов или систем двигателя, например, использование системы смазки с сухим картером вместо системы с мокрым картером . В качестве альтернативы это может быть выполнено путем замены второстепенных компонентов, доступных в качестве модификаций на вторичном рынке, таких как замена вентилятора с прямым приводом от двигателя на вентилятор, оснащенный муфтой вентилятора или электрическим вентилятором. [5] Другой модификацией для уменьшения паразитных потерь, обычно наблюдаемой в гусеничных автомобилях, является замена водяного насоса с приводом от двигателя на электрический водяной насос. [6] Уменьшение паразитных потерь от этих изменений может быть связано с уменьшением трения или многими другими переменными, которые делают конструкцию более эффективной. [ необходима цитата ]
Внешние ссылки
Рекомендации
- ^ Витценбург, Гэри (2018-12-12). "Турбокомпрессоры против нагнетателей: что лучше?" . Автомобиль и водитель . Проверено 21 апреля 2020 .
- ^ а б в Пратте, Дэвид (2020-03-09). «Потеря мощности трансмиссии - Правило 15% - Модифицированный журнал» . SuperStreetOnline . Проверено 21 апреля 2020 .
- ^ Ко, Ёсиюки; Хосои, Кензо (1 февраля 1984). «Измерение потерь мощности в автомобильной трансмиссии» . Серия технических статей SAE . 1 . п. 840054. дои : 10,4271 / 840054 .
- ^ а б Тирувенгадам, Арвинд; Прадхан, Сародж; Тирувенгадам, Прагалат; Беш, Марк; Кардер, Дэниел (октябрь 2014 г.). «Оценка эффективности дизельных двигателей для тяжелых транспортных средств и энергоаудит» (PDF) . Центр альтернативных видов топлива, двигателей и выбросов - через Университет Западной Вирджинии.
- ^ а б Смит, Джефф (2003-11-01). «Потеря мощности трансмиссии» . Журнал Car Craft . Проверено 21 апреля 2020 .
- ^ Холденер, Ричард (1 ноября 2006 г.). «Уменьшить паразитическое сопротивление - увеличить мощность - доктор Дино» . Мустанг 360 .