Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

для двухтактных двигателей

е60-10»

где ре — среднее эффективное давление, Н/м2 ; Vh — рабочий объем цилиндра, л; i — число цилиндров двигателя; п — число оборотов коленчатого вала в минуту; реВ, реН — среднее эффективное давление соответственно в верхней и нижней полостях, Н/м2 .

Зависимость (3-116) позволяет определить рабочий объем цилинд­ ра, л:

Задаваясь отношением S/D, можно определить диаметр D и ход поршня 5. Если положить SID — е, то

Sn

г-

т30 '

где S — ход поршня, м; п — число оборотов в минуту.

Литровая и удельная поршневая мощность двигателя. Литровая

мощность двигателя выражает его эффективную мощность, приходя­

Литровая мощность характеризует степень использования рабоче­ го объема цилиндров двигателя и показывает возможные пути повы­ шения мощности двигателя при сохранении основных размеров ци­ линдра.

Удельная поршневая мощность выражает эффективную мощность, приходящуюся на единицу площади поршня двигателя (обычно на 1 Дм2 ):

Заменяя значения Ne, а также используя приведенное выше вы­ ражение средней скорости поршня, получаем (кВт/дм2 )

Коэффициент полезного действия и удельный расход топлива.

Для оценки экономичности и определения значений потерь при пре­ вращении одного вида энергии в другую в двигателях внутреннего сгорания используются следующие коэффициенты полезного действия.

Термический коэффициент полезного действия г), учитывает ве­ личину неизбежных потерь (передачу тепла холодному источнику) при превращении тепла в механическую работу в данном термодина­ мическом цикле:

Относительно-индикаторный коэффициент полезного действия — отношение количества тепла, эквивалентного индикаторной работе, к количеству тепла, эквивалентного работе термодинамического цик­ ла; характеризует степень совершенства рабочих процессов данного двигателя:

Механический коэффициент полезного действия — отношение эф­ фективной мощности к индикаторной; оценивает все механические потери в двигателе. Его часто определяют как отношение среднего эффективного давления к индикаторному:

292

Индикаторный коэффициент полезного действия определяется как отношение количества тепла, эквивалентного индикаторной работе, к низшей теплоте сгорания топлива:

Эффективный коэффициент полезного действия является отноше­ нием количества тепла, эквивалентного эффективной работе, к низ­ шей теплоте сгорания топлива:

fie = = Win = W ) M - (3-130)

Анализ приведенных к.п.д. показывает, что наибольшими являют­ ся термодинамические потери, обусловливаемые циклом, по которому данный двигатель работает. Существенное значение имеют также по­ тери от несовершенства процесса и механические потери.

Расход топлива двигателем, отнесенный к единице работы, назы­ вают удельным расходом топлива. Различают при этом:

Расход газовых топлив выражается в объемных единицах; поэтому выражение для удельного индикаторного vt и эффективного ve расхо­ да газового топлива (нм3 /кВт-ч) имеют следующий вид:

293

Для газовых двигателей — соответственно:

Аналогично можно получить выражения для эффективного к. п. д. и удельного эффективного расхода топлива:

Для газовых двигателей:

Приведенными выражениями для определения giy vt, ge, ve, г;г и t}e пользуются при испытании двигателей, когда путем замера опреде­

Индикаторный к.п.д. можно выразить еще следующей зависи­ мостью:

где Pi — среднее индикаторное давление, Н/м2 ; Vh — рабочий объем цилиндра, м3 .

На основании характеристического уравнения

P*Vht\v = R &GM0TK

можно записать

AGM0TK

PK^V

294

подставив значение L t в (3-141), получаем

P>MJK

Ч, = 8,314-

QH p«y\v

При отсутствии наддува для четырехтактных двигателей

рк = р0 и Тк = Т0.

Имея в виду, что для дизелей М0 = aL0, а для карбюраторных двигателей М = aL0 -f-l/mT и для газовых двигателей М 0 = aL0 + 1, получаем следующие формулы для определения индикаторного к.п.д.:

для дизелей

295