Файл: Колоколов А.А. Двигатели внутреннего сгорания изотермического подвижного состава учебник.pdf

оказывается недостаточно для привода воздуходувки, особенно при запуске двигателя и малых нагрузках.

С учетом этого в двухтактных двигателях применяются воздухо­ дувки с приводом от вала двигателя или газотурбинная воздуходувка производит только частичное сжатие воздуха (первая ступень), после чего воздух дожимается воздуходувкой, приводимой от вала двигателя (вторая ступень).

§ 26. Тепловой баланс и к. п. д. двигателя

Работа реального двигателя неизбежно сопровождается различ­ ными тепловыми потерями. Если теплоту сгорания топлива Qft рас­ сматривать как тепло, затраченное на действие двигателя, то на осно­ вании закона сохранения энергии можно написать

Qe = Qe "Т" Qoxn ~f~ Qyx ~Ь QXhm ~Ь Qnpo4-

Это равенство называется уравнением теплового баланса двига­

66

Слагаемые теплового баланса могут быть определены при испыта­ нии двигателя.

Для анализа тепловых потерь более удобно выражать их не в аб­

Уравнение теплового баланса в этом случае принимает вид

<7е + Voxл + <7ух + <7хим + <7проЧ = Ю0.

Примерные средние значения отдельных слагаемых теплового ба­ ланса при полной мощности составляют для дизеля (в % ) :

а в тепловых единицах

Израсходованное тепло QT Ql ккал/кг. Таким образом, г|е =

_ 75-360(We 632УУе

~427BQP ~ SQP

Отношение ^г- = bе кг/л.с.-ч представляет собой удельный расход топлива, поэтому окончательно получаем

632

11е =

Отношение эффективного к. п. д. к термическому к. п. д. идеаль­ ного цикла

топлива Ье для различных типов двигателей имеют следующие при­

хода топлива В, удельного расхода топлива Ье и эффективного к. п. д. дизеля в зависимости от мощности N е . Из рассмотрения этих графиков вытекают следующие общие закономерности.

При уменьшении нагрузки, а следовательно, развиваемой двига­

68

Удельный расход топлива bе по мере уменьшения нагрузки сначала несколько уменьшается, а при дальнейшем снижении нагрузки все более и более увеличивается. Эффективная мощность, при которой удельный расход топлива оказывается наименьшим, называется эко­ номической. Чаще всего у дизелей экономическая мощность состав­ ляет 0,8—0,9 полной, т. е. номинальной, мощности N е в .

Эффективный к. п. д. двигателя имеет наибольшее значение при экономической мощности JVe3.

При холостом ходе он всегда равен нулю.

§ 27. Виды топлива для двигателей внутреннего сгорания и процесс горения

Двигатели внутреннего сгорания работают только на жидком и газообразном топливе. Жидкое топливо является продуктом перера­ ботки натуральной нефти. По мере нагревания нефти при атмосфер­ ном давлении из нее последовательно выделяются фракции: бензин, тяжелый бензин, или лигроин, керосин, газойль и соляр. Путем даль­ нейшей обработки и очистки газойля, а также соляра получается д и - з е л ь н о е т о п л и в о .

Мазут, полученный в качестве остатка при прямой перегонке неф­ ти, подвергается дополнительной химической переработке под высо­ ким давлением (крекинг-процесс), в результате чего дополнительно получаются светлые нефтепродукты: крекинг-бензин, крекинг-керо­ син, дизельное топливо.

В качестве топлива для дизелей используются высококипящие фракции прямой перегонки нефти, а также продукты крекинг-процесса.

менее вязкое топливо (дизельное). Для карбюраторных двигателей топ­ ливом служит бензин, обладающий хорошей испаряемостью при обыч­ ных температурах. При низкой степени сжатия применяется также лигроин и керосин.

Жидкое топливо представляет собой смесь различных по своим свойствам химических соединений, в состав которых входит углерод С, водород Н, кислород О и сера S. При наличии влаги Н 2 0 процентное содержание последней по весу обозначается W. Таким образом, в об­ щем случае элементарный состав жидкого топлива, выраженный про­ центным содержанием его элементов по весу, определяется уравнением

C + H + 0 + S + W = 100%.

.69