Эффективные показатели двигателя

Совокупные потери в двигателе оцениваются эффективным КПД, показывающим, какая доля теплоты, введенной с топливом, преобразуется в эффективную работу:

. (75)

Часть индикаторной мощности, называемая мощностью механических потерь N_{м ,} расходуется на преодоление трения между сопряженными деталями двигателя и на привод механизмов и систем двигателя.

Мощность, полученная на маховике коленчатого вала, называется эффективной мощностью. Она представляет собой разность между индикаторной мощностью и мощностью механических потерь:

Отношение эффективной мощности к индикаторной называется механическим кпд двигателя. Он характеризует механические потери внутри двигателя.

(76)

Величина механического кпд зависит от конструкции кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, совершенства системы смазки и качества применяемого масла, степени сжатия, числа оборотов коленчатого вала, качества технического обслуживания и ремонта двигателя и других факторов.

С увеличением степени сжатия и числа оборотов вала η_м уменьшается. Для двигателей автомобилей и тракторов η_м = 0,8÷0,9.

Зная механический кпд и среднее индикаторное давление двигателя, можно определить среднее эффективное давление:

(77)

С помощью эффективного давления определяют по формуле эффективную мощность двигателя в киловаттах:

N_e =p_eV_дв , (78)

где р_е – среднее эффективное давление, Н/м²; V _дв – литраж двигателя, м³; n – число оборотов вала в сек;

или в лошадиных силах:

N_e =p_eV_дв

где р_е – среднее эффективное давление, кгс/см²; V_дв – литраж двигателя цилиндра, л; n – число оборотов вала в минуту; τ – тактность двигателя.

Эффективный крутящий момент двигателя М _е пропорционален р_е, т.е.

. (79)

Эффективная мощность двигателя может быть замерена при испытаниях двигателя на специальных тормозных стендах путем определения крутящего момента и числа оборотов вала. В этом случае эффективная мощность в киловаттах

(80)

где М_е – крутящий момент на валу двигателя, Н·м; n – число оборотов вала в секунду;

в лошадиных силах

где М_е – крутящий момент на валу двигателя, кгс·м; n – число оборотов вала в минуту.

Литровая мощность двигателя N_л кВт/л или л.с./л определяет величину эффективной мощности, получаемой с одного литра рабочего объема цилиндра:

(81)

здесь V_дв – литраж двигателя.

Литровая мощность двигателя повышается с увеличением среднего эффективного давления р_е и числа оборотов двигателя. Средние значения литровых мощностей современных двигателей находятся в пределах 18÷35 л. с./л у карбюраторных двигателей и 12÷17 л. с./л – у дизелей.

Условная величина, по которой взимается с механического транспорта государственный налог, называется налоговой мощностью. Ее величина подсчитывается по формуле

(82)

где D – диаметр цилиндра, см; H – ход поршня, м; i – число цилиндров.

Топливная экономичность двигателя характеризуется эффективным удельным расходом топлива g_е – количеством топлива в граммах, затраченным для получения единицы мощности – лошадиной силы в течение часа (г/л. с. ч)

(83)

где G_Т - часовой расход топлива, кг; N_е – эффективная мощность двигателя, л.с./ч.

Рекомендуемая литература: 3 [71-79]; 3 [182-184, 202-208]; 6 [164-192]

Контрольные вопросы

1. как определяется индикаторная работа?

2. Среднее индикаторное давление.

3. Индикаторная мощность двигателя.

4. Действительный цикл индикаторный диаграммы.

5. Расчетная и действительная индикаторная диаграммы дизеля.

6. Определить среднее индикаторное давление цикла карбюраторного двигателя (при р_о =0,84 бар; ε =8; n ₁=1,34; n ₂=1,28).

7. Литровая мощность двигателя.

8. Как выражается эффективная мощность двигателя?

9. Как определяется среднее эффективное давление.

10. Расскажите об экономичности и КПД двигателя.