Индикаторный к. п. д.

Отношение количества теплоты, превращенной в работу в цилиндре, к расчетной теплоте сгорания топлива, затраченного на получение этой работы называется индикаторным К.П.Д.-- ηi

Расчетная теплота сгорания топлива — это произведение количества топлива ,введённого за цикл, на его низшую теплотворность.

Индикаторный ηiхарактеризует ту часть теплоты, которая превращается в индикаторную работу. Он учитывает все тепловые потери рабочего цикла: потерю теплоты с охлаждающей водой, с отходящими газами от неполноты сгорания, лучеиспусканием.

График зависимости индикаторного КПД η_iот частоты вращения вала

 

Для получения в цилиндре работы в 1 дж к рабочему телу подводится теплота в количестве giQ_H дж/дж,

где gi — удельный индикаторный расход топлива в кг на 1 дж

и Q_H — низшая теплотворность топлива в дж/кг.

Следовательно, в соответствии с определением индикаторный к. п. д.
выразится

ηi=1/ giQ_H

Из формулы видно, что величина ηi обратно пропорциональна индикаторному расходу топлива gi, на который влияют:

1. скорость и полнота сгорания топлива, а также

2. потери теплоты с охлаждающей водой и выпускными газами.

3. Кроме того, уменьшение продолжительности сгорания увеличивает степень расширения газов, а значит, повышает величину индикаторного к. п. д.

4. Наибольшее влияние на скорость и полноту сгорания оказывают качество смесеобразования и угол опережения подачи топлива. Качество смесеобразования зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются конструктивные особенности камеры сгорания и форсунки (форма камеры сгорания, число, диаметр и угол наклона отверстий сопла форсунки), давление и продолжительность впрыскивания, физические свойства топлива, коэффициент избытка воздуха.

 

. С ростом нагрузки на двигатель ηi уменьшается, так как увеличивается догорание топлива на линии расширения, повышается температура отходящих газов и тепловые потери. Если исследовать зависимость ηi от частоты вращения, то окажется, что как уменьшение, так и увеличение п (оборотов) приводит к снижению индикаторного к. п. д. При уменьшении частоты вращения это объясняется ухудшением качества распыливания, а при увеличении — усилением догорания на линии расширения. По практическим данным, ηi для современных дизелей равен 0,45—0,55.

В условиях эксплуатации необходимо следить за правильной затяжкой пружин форсунок и состоянием выходных отверстий распылителей, углом опережения подачи топлива, чистотой воздушных фильтров и каналов впускного коллектора.

 

Механический к. п. д. η_м.

Он представляет собой отношение эффективной мощности к индикаторной или среднего эффективного давления к среднему индикаторному давлению:

η_м.= Nе/Ni= p_е/ p_i

Механический к. п. д. показывает, какая часть индикаторной мощности передается на вал двигателя и превращается в полезную работу. Он характеризует относительную работу трения механизма двигателя потери мощности на выпуск отработавших газов и наполнение цилиндра свежим зарядом, определяет рациональность конструкции, качество обработки и сборки.

В условиях эксплуатации двигателя на η_м. влияют режим работы, зазоры в подшипниках и качество масла. С уменьшением нагрузки η_м. также уменьшается и при холостом ходе становится равным нулю (n=const), так как в этом случае вся развиваемая в цилиндре мощность расходуется на преодоление механических потерь N_м.

При поддержании в процессе эксплуатации нормальных зазоров и при обеспечении качественной смазки η_м. увеличивается.

Поскольку наибольшая часть потерь на трение приходится на преодоление трения поршней и уплотнительных колец, необходимо особое внимание уделять смазке цилиндров. Образование нагара на поршневых кольцах приводит к уменьшению η_м. и усиленному износу колец и рабочей втулки.

Наибольшее влияние на мощность трения оказывает средняя скорость поршня, и, следовательно, η_м. зависит главным образом от быстроходности двигателя.

 

Отечественные стандарты пред­усматривают различные методы определения механических потерь двигателя:

1) прокручивание коленчатого вала двигателя от постороннего ис­точника;

2) отключение цилиндров двига­теля по порядку их работы;

 

Аналитической зависимости между мощностью механических потерь N_M n частотой вращения не существует. Как указывалось, величина N_M может быть определена опытным путем или по приближенным эмпирическим формулам.

Если поделить обе части уравнения на Ni ,-, то получим

N_e/ Ni=1- N_M/ Ni

η_м.= 1- N_M/ Ni

Для дизелей значение η_м при полной нагрузке колеблется в пределах 0,7-0,9

 

 

_{Эффективный к. п. д. ηе}