Ефективні показники двигуна

 

Індикаторні показники достатньою мірою відображають якісні сторони перетворення

тепла в роботу в двигуні, але не враховують втрати енергії на тертя, привод допоміжних

механізмів, процеси впуску і випуску.

Витрати на подолання різних опорів оцінюються потужністю механічних втрат. Її

відносять до одиниці об'єму циліндрів. Звичайно механічні втрати зв'язують із середньою

швидкістю поршня vп.сер.. На основі численних досліджень отримані емпіричні залежності цього

зв'язку для двигунів різних типів.

Середній умовний тиск механічних втрат p_m, МПа, з урахуванням числа циліндрів

двигуна обчислюють, задаючись відношенням ходу поршня до діаметра циліндра S/D:

 

pm = Х + Y ⋅ Vп.сер.,

 

а для дизелів з газотурбінним наддувом:

 

0,125

p

=

⎛ p

⎞

a ⎟⎟ ⋅

(

⋅

)

+

⋅

−

X + Y V

0,035 ( p р ),

m

⎝⎜⎜

p₀⎠

сер

п. .

к

 

 

де X, Y – коефіцієнти (див. табл. 4.2).

 

 

Таблиця 4.2 – Значення коефіцієнтів X і Y

Двигун

Бензиновий, газовий:

S/D > 1, i ≤ 6

S/D ≤ 1, i ≤ 6

S/D < 1, i = 8

Двигуни із впорскуванням і електронним керуванням

Дизель, газодизель із камерою згоряння:

- нерозділеною

- розділеною (передкамерою)

- розділеною (вихрокамерою)

 

X

 

0,049

0,034

0,039

0,024

 

0,089

0,103

0,089

 

Y

 

0,0152

0,0113

0,0132

0,0053

 

0,0118

0,0153

0,0135

 

 

Ефективнапотужність (4.5)N_e, кВт, менше індикаторної на величину потужності, що

затрачена на механічні втрати:

 

N_e= N_i – N_m,

 

де N_m – потужність механічних втрат, кВт.

 

Відповідно середнійефективнийтиск (4.6) pe, МПа:

 

p_e= p_i – р_m.

 

Ефективну потужність двигуна визначають за аналогією з індикаторною потужністю:

 

 

N

 

 

e

 

 

=

 

p

 

 

e

 

⋅V_h⋅ ⋅

i n

30 ⋅τ

 

 

.

 

Для порівняння двигунів ефективну потужність часто відносять до одиниці робочого

об`єму двигуна (літровапотужністьNл^,кВт/л):

 

N_e

N л⁼⋅

i V_h

.

 

Механічні втрати оцінюють кількісно за допомогою механічногоККДη_m:

 

η =

 

N

 

p

e = e =

 

−

p p

i m

 

 

= 1 −

 

p

m

 

 

.

m

N_i

p_i

p_i

p_i

 

ЕфективнийККД (4.7)ηе визначається як:

 

η = η ⋅η = α ⋅l₀⋅ ⋅η

p_im

 

 

.

e

i m

H

ρ η

⋅ ⋅

U а v

 

 

Для бензинових і дизельних двигунів визначають ефективнупитомувитратупалива(4.8)

g_e, г/(кВт·год):

 

3600 ρ ⋅η

g

e⁼⋅

H

=

а v

α ⋅ ⋅

l p

.

ηе U

0 e

 

Для газових двигунів визначають ефективну питому витрату палива vе^,м³/(кВт·год), і

ефективну питому витрату теплоти qe, МДж/(кВт·год):

 

=

ν е η

 

3,6_,

⋅ Q

е U

qе ⁼νе ^·Q_U.

 

Длягазодизелів визначають ефективну питому витрату газового палива vе, м³/(кВт·год),

ефективну питому витрату рідкого палива gеД_,г/(кВт·год), і загальну ефективну питому витрату

теплоти q_e, МДж/(кВт·год):

 

ν

 

 

е

 

=

 

3,6 ⋅ (1 − q)_,

η ⋅ Q

е U

⋅ q

gеД₌η

3600_,

⋅

H

е U

qе⁼η³,6_.

е

Орієнтовні значення ефективних показників зазначені в таблиці 4.3.

 

 

Таблиця 4.3 – Ефективні показники двигуна

Середній Механічний Ефективний

 

 

Ефективна питома

Тип двигуна

Бензинові

- карбюраторні

ефективний тиск

 

p_e = 0,6ч1,1 МПа

ККД

ККД

витрата палива (теплоти)

 

g_eN= 230ч310 г/(кВт·год)

- з ел. впорс-

куванням

Дизельні:

pe = 0,6ч1,3 МПа η_m= 0,75ч0,92 ηе = 0,25ч0,38

 

g_eN= 200ч290 г/(кВт·год)

Дизель із нерозділеною

- без наддуву

 

 

- з наддувом

 

Газодизелі:

- без наддуву

- з наддувом

pe = 0,65ч0,85 МПа

 

 

pe ≤ 2,0 МПа

 

 

pe = 0,65ч0,85 МПа

p_e≤ 2,0 МПа

ηm = 0,7ч0,82

 

 

ηm = 0,8ч0,9

 

 

ηm = 0,7ч0,82

η_m= 0,8ч0,9

ηе = 0,35ч0,42

 

 

ηе = 0,23ч0,42

 

 

ηе = 0,35ч0,42

ηе = 0,23ч0,42

камерою згоряння:

g_eN= 200ч235 г/(кВт·год)

Дизель із розділеною

камерою згоряння:

g_eN= 220ч260 г/(кВт·год)

 

qeN = 9ч11 МДж/(кВт·год)

q_eN= 8,5ч10,5

МДж/(кВт·год)

Газові

p_e = 0,5ч0,75 МПа η_m = 0,75ч0,82 ηе = 0,23ч0,3 q_eN= 12ч17 МДж/(кВт·год)