Файл: Артамонов, М. Д. Основы теории и конструкции автомобиля учебник.pdf

где давления р ; и р 0 выражены в Н/м2, объем Vh — в м3, а М г = = аЬ0.

Подставляя выражения для V^ в формулу для определения работы Lj, найдем

расход топлива Gm в кг/ч и его теплота сгорания IIи в кДж/кг, то индикаторный к. п. д. можно определить по формуле

3G007V;

11 i Q и

итпи

или

3600

(44)

где 3600 кДж/(кВт-ч) — термический эквивалент работы, равной 1 кВт-ч;

Q

' &i = 7Г — удельный’ индикаторный расход топлива в кг/(кВт-ч).

Ниже приведена величина индикаторного к. п. д. i];:

§2. ЭФФЕКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ

ИТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ

Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре двигателя, не может быть полностью использована. Часть этой мощности расходуется на преодоление трения между трущимися деталями двигателя (между поршнями и цилиндрами, коленчатым валом и его подшипниками и др.), а также между движущимися деталями (маховиком, шатунами, кривошипами вала и др.) и воздухом; на насосные потери; на приведение в действие вспомогательных механизмов (насосов, вентиляторов, геператора, нагнетателя и др.).

. Следовательно, эффективная мощность двигателя N е (в кВт),

снимаемая с маховика, меньше индикаторной N xна величину мощ­

50

ности механических потерь NMи может быть определена из вы­ ражения

S

отношения хода поршня к диаметру цилиндра ц- и нагрузки

двигателя. Давление рм изменяется в зависимости от угловой скорости сое по линейному закону как у карбюраторных двигателей, так и у дизелей:

честь среднее давление механических потерь рм, то оставшееся среднее давление представляет собой условное постоянное давле­ ние на поршень, при котором создается работа, равная эффектив­ ной работе на валу двигателя. Эта величина называется средним эффективным давлением

Чтобы наглядно представить себе величины давлений р ь р м и ре, на рис. 15 показана схема, на которой, кроме этих^величин, изображена также работа механических потерь LM.

51

Эффективную мощность двигателя N e, по аналогии с индика­ торной мощностью N t, можно выразить через среднее эффектив­ ное давление р е:

Решив уравнение (49) относительно среднего эффективного давления (в МН/м2), получим

Механический к. п. д. двигателя, с помощью которого учиты­ вают механические потери в нем, представляет собой отношение эффективной мощности к индикатор ной:

ческих потерь увеличиваются, а механический к. п. д. (при по­ стоянном среднем индикаторном давлении p t) уменьшается. Это происходит как вследствие возрастания сил инерции, так п в результате увеличения механических потерь.

Прп уменьшении нагрузки, а следовательно, и давления pi значения механического к. п. д. снижаются, и на холостом ходу, когда давление p i = рм, коэффициент цм = 0. В последнем случае яся нндшсатюршя мощбюсгь полностью расходуется на покрытие механических потерь, т. е. мощность IVi = N M, и поэтому эффек­ тивная мощность двигателя также равна нулю.

Ниже приведены значения механического к. и. д. %, при максимальной мощности четырехтактных двигателей:

Значения среднего эффективного давления р е (в МН/м2) при максимальной мощности четырехтактных двигателей:

52

Оценку экономичности работы двигателя в целом производят по удельному эффективному расходу топлива ge на единицу эффек­ тивной работы (на 1 кВт-ч).

Эффективным к. п. д. называют отношение количества теплоты, превращенной в полезную эффективную работу на валу двига­ теля, ко всей затраченной теплоте:

/ Т

где ge —~ —удельпый эффективный расход топлива в кг/(кВт-ч).

+■ * С

Следовательно, эффективный к. и. д. т]е учитывает как тепло­ вые, так и механические потери в двигателе и поэтому равен произведению т];г]м.

Ниже приведены значения эффективного к. и. д. дй на режиме полной мощности:

Ниже приведены значения удельного эффективного расхода топлива ge в г/(кВт-ч):

Удельный эффективный расход топлива gc является величиной, обратно пропорциональной эффективному к. п. д. це, и зависит от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. На установившемся режиме (сое = const) минимальному значению расхода ge соответствует максимальная величина коэффициента де. Такой режим работы двигателя называют экономическим.

При уменьшении нагрузки удельный эффективный расход топлива у карбюраторных двигателей резко возрастает, так как значения коэффициентов rji и т)м при этом уменьшаются. Если двигатель работает на холостом ходу, то коэффициент г|м

топливная экономичность карбюраторных двигателей также ухуд­

53

шается, что вызвано уменьшением коэффициента % и включением экономайзера карбюратора.

У дизелей при уменьшении нагрузки коэффициент а вслед­ ствие уменьшения количества впрыскиваемого топлива увели­ чивается, что приводит к повышению коэффициента и умень­ шению удельного индикаторного расхода топлива gv

Удельный эффективный расход топлива gi у дизелей при уменьшении нагрузки несколько увеличивается из-за уменьше­ ния коэффициента т)м. При увеличении нагрузки дизеля этот расход увеличивается в результате ухудшения протекания процесса сгорания топлива. Нагрузку дизеля можно увеличивать только до появления в отработавших газах сажистых отложений (предел дымления).

Литровая мощность двигателя

Оценку работы двигателя с точки зрения использования рабо­ чего объема, а также его тепловой и динамической напряжен­ ности производят по литровой мощности.

Литровой мощностью двигателя N„ называют максимальную эффективную мощность, отнесенную к одному лптру рабочего объема двигателя:

Литровая мощность позволяет сравнивать и оценивать со­ вершенство рабочих процессов и конструкций двигателей различ­ ных типов и моделей. Чем больше литровая мощность, тем меньше при прочих равных условиях габаритные размеры и масса двига­ теля.

Ниже приведены значения литровой мощности N n (в кВт/л):

Рабочий объем цилиндра (в л)

колеблется в пределах 0,85—1,0. Для двигателей старых конструк­ ций оно доходит до 1,4.

54