Индикаторные показатели двигателя

Среднее индикаторное давление цикла. Работа, совершаемая четырехтактным двигателем с искровым зажиганием, определяется приближенно площадью afkz₁lb₁a инди­каторной диаграммы действительного цикла (Рисунок 9).

Такую диаграмму при испытании двигателя можно снять инди­катором и затем с помощью планиметра определить ее площадь. Учитывая масштабы, по площади подсчитывают индикаторную работу цикла L_i. Как видно из рисунка 9, в действительном цикле переход от одного процесса к другому происходит плавно.

При предварительном расчете подсчитать работу цикла по скругленной индикаторной диаграмме невозможно. Поэтому ра­боту расчетного цикла определяют по площади нескругленной диаграммы. В этом случае индикаторная работа L_x равна раз­ности работы расширения L_zb и работы сжатия L_ac, т. е.

Отсюда индикаторная работа цикла

(61)

Как и в теоретическом цикле, определим работу действитель­ного цикла, приходящуюся на единицу рабочего объема цилиндра V_h т.е. удельную работу для нескругленной диаграммы по формуле

р_ip = . (62)

Будем при расчете в системе СИ выражать среднее индикаторное дав­ление в барах, следовательно, если L выражено в Нм, a V_h в м³, то

p_ip = Нм/м³ = 10 ^-5 бар.

Величина p_i называется средним индикаторным давлением цикла. Она представляет собой такое условное постоянно действующее избыточное давление, при котором работа газов, произведенная за один ход поршня, равна индикаторной работе за цикл.

Подставив в выражение (62) зна­чение индикаторной работы L_ip по формуле (61), получим

. (63)

Так как р_с = p_а то окончательно среднее индикаторное давление по нескругленной диаграмме

. (64)

Расчетная (acz'zba) и действительная (с₁c₁c₂z₂lb₁a₁) индикатор­ные диаграммы для дизеля показаны на рисунке 10.

Индикаторная работа цикла по нескругленной диаграмме

. (65)

Подставив выражения для работы отдельных процессов в исход­ное уравнение и разделив его на V_h (учитывая, что р_с = p_aεⁿ1), получим среднее индикаторное давление для неокругленной диа­граммы дизеля

. (66)

Рисунок 9 – Расчетная и действиительная индикаторные диаг­раммы двигателя с искровым зажиганием

Рисунок 10 – Расчетная и действительная инди­каторные диаграммы дизеля

Индикаторная мощность двигателя.

Работа двигателя характеризуется тремя основными параметрами: мощностью, крутящим моментом и удельным расходом топлива за 1 сек расширяющимися газами в цилиндрах.

Индикаторная работа, совершенная в одном цилиндре за один цикл,

,

где p_i - среднее индикаторное давление в Н/м²; V_h - рабочий объем цилиндра в м³; V_h = D²S; D - диаметр цилиндра в м; S - ход порш­ня в м.

Число рабочих циклов, совершаемых двигателем в секунду, равно (где п — число оборотов коленчатого вала в секунду, 2 п — число ходов поршня в секунду, τ — тактность двигателя, т. е. число ходов поршня за рабочий цикл). Индикаторная мощность в одном цилиндре

N_iц= p _i V_hn, Вт. (67)

Индикаторная мощность двигателя, имеющего i цилиндров,

N_i = p_i iV_hn, Вт. (68)

Индикаторную мощность удобно выражать в кВт, подставляя при этом р_i в барах, V_h в литрах и п в об/мин

N_i = ; (69)

N_i =

Для четырехтактных двигателей (τ =4)

N_i (70)

_ИЛИ

N_{i =}

Для двухтактных двигателей (τ=2)

N_i = , (71)

N_i =

Индикаторный момент

,

где ω – частота вращения коленчатого вала, равная πn /30. после подстановки и учета равномерностей получим:

(72)

где M_i в Н·м, если p_i в МПа и V_h в дм³.

Экономичность действительного цикла можно выразить:

индикаторным КПД

(73)

или для определенного топлива удельным индикаторным расходом

где G_T – часовой расход топлива, кг/ч; N_i в кВт и g_i в г/(кВт·ч); g_iH_uη_i =3600 или

. (74)