Эффективная и индикаторная мощность двигателя.

Характеристики двигателей внутреннего сгорания. В ДВС газы, образующиеся при сгорании смеси, перемещая поршни, совер­шают полезную работу, вследствие чего двигатель развивает оп­ределенную мощность.

Мощностью называется работа, производимая в единицу вре­мени (в 1 с). Мощность, равная 750 Нм/с, называется лошади­ной силой (л. с). Мощность ДВС измеряется также в киловаттах (кВт); 1 кВт равен 1,36 л. с.

Выделены следующие основные показатели работы автомобильного двигателя:

1) Индикаторная мощность N_i – это мощность, развиваемая газами внутри цилиндра двигателя. Другими словами индикаторная мощность характеризует работу, совершаемую газами в цилиндрах двигателя за единицу времени (1 секунду), и является параметром оценки совершенства протекания рабочего цикла в данном реальном двигателе. Индикаторную мощность определяют методом снятия индикаторных диаграмм, который позволяет определить индикаторную работу, а значит и индикаторную мощность.

Индикаторную мощность можно определить по формуле:

Ni =	Рi Vр ί n	(КВт)
30 τ

Где:

N_{i – индикаторная мощность, КВт;}

Р_i – среднее индикаторное давление, МПа;

V_{р -} рабочий цилиндр, л;

ί - число цилиндров;

n – частота вращения коленчатого вала, мин^-1;

τ - коэффициент тактности, учитывающий число ходов поршня за один рабочий цикл, равный 4 - для четырёхтактного двигателя и 2 – для двухтактного двигателя.

2) Эффективная мощность N_е – это мощность, получаемая на коленчатом валу двигателя. Эффективная мощность меньше индикаторной на величину потерь мощности на трение и приведение в действие кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения, вентилятора жидкостного, масляного и топливного насосов, генератора и других вспомогательных механизмов.

Эффективную мощность двигателя определяют по формуле:

Nе =	Ме× n

где:

N_{е -} эффективная мощность (КВт);

М_е – крутящий момент, определяемый при испытании двигателя на тормозной установке (электрической или гидравлической), Н×м;

n - частота вращения коленчатого вала, определяемая по счётчику оборотов, об/мин (мин^-1)

3) Индикаторный КПД η_i – представляет собой отношение индикаторной работы, выраженной в тепловых единицах, к той теплоте топлива, которая затрачивается на её получение:

ηi =	3600 Ni	=		=
GT Ни	(GT/ Ni) Ни	gi Ни

Где:

3600 – термический эквивалент работы кДж;

G_T – часовой расход топлива, кг/ч;

Н_и – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

N_{i -} индикаторная мощность, кВт;

Отношение G_T/ N_i = g_i представляет собой удельный индикаторный расход топлива

η_{i =} 0,25 – 0,35 для бензиновых двигателей;

η_{i =} 0,4 – 0,5 для дизелей.

4) Эффективный КПД η_е – отношение количества теплоты Q_е, превращённой в эффективную работу, к количеству теплоты Q_t, выделяющейся при сгорании топлива

ηе =	Qе
Qt

Эффективный КПД определяет количество теплоты превращённое в полезную работу. Для карбюраторных двигателей η _е = 0,23 – 0,30, для дизелей η _е = 0,28 – 0,40.

5) Механический коэффициент полезного действия (КПД) двигателя – отношение эффективной мощности к индикаторной.

η =	Nе
Ni

где:

η – механический КПД;

N_{е -} эффективная мощность (КВт);

N_i - индикаторная мощность (КВт).

Механический КПД для карбюраторных двигателей составляет η = 0,70 – 0,85,

для дизелей - η = 0,73 – 0,87.

6) Часовой расход топлива G_Т – характеризует топливную экономичность двигателя, и показывает количество топлива в кг, расходуемое двигателем на данном режиме за один час.

7) Эффективный удельный расход топлива g_е – оценивает экономичность двигателя и представляет собой отношение часового расхода топлива G_Т к эффективной мощности двигателя. Для карбюраторных двигателей g_е = 300 – 340 г/(КВт×час), для дизелей - g_е = 220 – 260 г/(КВт×час)

gе =	GТ
Nе

7) Внешняя скоростная характеристика – графическая зависимость основных показателей его работы (мощности, крутящего момента, часового и удельного расхода топлива) от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива насосом дизеля или полном открытии дроссельной заслонки карбюратора (карбюратора-смесителя в газовом двигателе)

Эта характеристика получается экспериментальным путём при испытании новых двигателей (после их обкатки) на специальных тормозных установках и показывает наибольшие значения М_е и N_е при каждой частоте вращения коленчатого вала и соответствующие значения G_Т и g_е.

Дата добавления: 2015-07-15