тиск
Ефективною потужністю Ne називають потужність, що знімається з колінчастого валу двигуна для отримання корисної роботи. Ефективна потужність менше індикаторної потужності Ni на величину потужності Nм механічних втрат, т. Е.
(1.62)
Механічні втрати в двигуні оцінюються механічним ККД, який являє собою відношення ефективної потужності, до індикаторної
(1.63)
Для сучасних двигунів механічний ККД становить 0,72 ... 0,9. Знаючи величину механічного ККД, можна визначити ефективну потужність
. (1.64)
Ефективна потужність двигуна Nе, кВт, аналогічно індикаторної потужності може бути виражена через середнє ефективне тиск
(1.65)
Середнє ефективне тиск Ре, Па дорівнює різниці між середнім індикаторним тиском Рi і середнім тиском Рм механічних втрат
(1.66)
Знаючи величину механічного ККД, можна визначити середнє ефективне тиск, Па
(1.67)
Середнє ефективне тиск при максимальній потужності у чотиритактних карбюраторних двигунів становить 6,5? 105 ... 9,5? 105 Па, у чотиритактних дизелів - 6? 105 ... 8? 105 Па, у двотактних дизелів - 4? 105 ... 7, 5? 105Па.
Літрова потужність двигуна
Літрової потужністю двигуна Nл, кВт/м3, називають відношення ефективної потужності Nе до літражу двигуна iVh
. (1.68)
Індикаторний ККД і питома індикаторний витрата палива
Економічність дійсного робочого циклу двигуна оцінюється індикаторним ККД? i і питомою індикаторним витратою палива bi. Індикаторний ККД? I оцінює ступінь використання теплоти в дійсному циклі з урахуванням всіх теплових втрат і являє собою відношення теплоти, еквівалентній корисною індикаторної роботі, до всієї витраченої теплоті.
(1.69)
де Ni - індикаторна потужність, кВт;
В - витрата палива, кг/с;
- нижча теплота згоряння палива, кДж/кг.
Питома індикаторний витрата палива bi, кг/(кВт? ч), являє собою відношення витрати палива У до індикаторної потужності Ni
(1.70)
Значення? i і bi для двигунів при їх роботі на номінальному режимі наведені в таблиці 1.1.
Ефективний ККД і питома ефективна витрата палива
Економічність роботи двигуна в цілому оцінюється ефективним ККД? e і питомою ефективним витратою палива be. Ефективний ККД? E оцінює ступінь використання теплоти палива з урахуванням всіх видів втрат (як теплових, так і механічних) і являє собою відношення теплоти, еквівалентній корисною ефективне роботі, до всієї витраченої теплоті
(1.71)
Якщо відомі індикаторний ККД і механічний ККД, тоді
(1.71)
Питома ефективна витрата палива be, кг/(кВт? ч), являє собою відношення витрати палива У до ефективної потужності Nе
(1.72)
Значення? e і bе для двигунів при їх роботі на номінальному режимі наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 Значення ККД і витрати палива для різних двигунів
Тип двігателяІндікаторний КПДЕффектівний КПДУдельний індикаторний витрата палива, г/(кВт? ч) Питома ефективна витрата палива, г/(кВт? год) Карбюраторние0,26 - 0,380,25 - 0,32230 - 300280 - 325Дізелі0 , 43 - 0,520,35 - 0,45160 - 200190 - 240
Маса повітря, що проходить через двигун
Маса повітря, що проходить через двигун тв, кг/с
(1.73)
де Vh - робочий об'єм циліндра, м3;
? v - коефіцієнт наповнення циліндрів; - частота обертання колінчастого вала в секунду, об/с; - число циліндрів, шт;
? в - щільність повітря, кг/м3;
?- Тактность двигуна.
3.2 Тепловий баланс двигуна
Розподіл тепла, отриманого при згорянні вводиться в циліндр палива, називають тепловим балансом, який зазвичай визначається експериментальним шляхом.
Рівняння теплового балансу має вигляд
, кВт (1.74)
де Q - тепло палива, введеного в двигун; - тепло, перетворене в корисну роботу; охл - тепло, втрачене з охолоджувальною водою; г - тепло, втрачене з відпрацьованими газами; н.с.- Тепло, що втрачається внаслідок неповного згоряння палива; ост - залишковий член балансу, який дорівнює сумі всіх неврахованих втрат.
Тепловий баланс можна скласти у відсотках від усієї кількості введеного тепла, тоді рівняння балансу прийме вигляд
=qe + qохл + qг + qн.с + qост, (1.74)
де і т.д.
Кількість наявного тепла протягом секунди Q, кВт
(1.75)
де B - витрата палива, кг/с;
- нижча теплота згоряння палива, кДж/кг.
...
