Двигатели внутреннего сгорания

Страница 6

; (1)

По аналогии со средним индикаторным давлением Рi эффективной мощности Ре и мощности механических потерь Рм соответствуют средние удельные давления, определяемые из отношений:

и ,

где Ре – среднее эффективное давление (в МПа); Рм – среднее давление механических потерь (в МПа).

В соответствии с формулой (1) мощность механических потерь состоит из следующих мощностей:

мощность Рм, затрачиваемой на преодоление трения в элементах КШН, на привод вспомогательных агрегатов, а также на преодоление аэродинамического сопротивления движению элементов двигателя;

мощности Рнас, затрачиваемой на осуществление процессов газообмена;

мощности Рнаг, затрачиваемой на привод нагнетателя или продувочного насоса.

Мощность механических потерь:

или

,

где Рм', Рнас и Рнач – средние давления, соответствующие Рм', Рнас, Рнач.

Относительное уменьшение индикаторной мощности Рi за счёт мощности механических потерь Рм оценивается механическое КПД, причём:

.

Численное значение механических потерь Рм определяются экспериментально и расчётом. Из числа экспериментальных методов определения Рм наиболее распространены индикаторный метод, метод прокручивания коленчатого вала двигателя и метод выключения цилиндров.

Первый метод определения механических потерь заключается в определении мощности Рм по разности индикаторной и эффективной мощностей. Индикаторная мощность вычисляется по результатам обработки индикаторной диаграммы, полученной при испытаниях двигателя.

Второй метод определения Рм основан на прокручивании коленчатого вала двигателя от постороннего источника при выключенном зажигании. Мощность механических потерь определяется затратами энергии на прокручивание коленчатого вала.

Эффективный КПД ηе и удельный эффективный расход топлива gе.

Эффективная топливная экономичность двигателя оценивается эффективным КПД ηе или удельным эффективным расходом топлива ge.

Эффективным КПД называется отношение количества теплоты Qе, преобразованной в эффективную работу We, ко всей подведённой теплоте Qo, т.е.

.

После преобразований полученного выражения окончательно:

Выразив эффективную мощность, получим связь между всеми КПД двигателя:

,

где ηt, ηо, ηм – соответственно термодинамический, относительный и механический КПД двигателя.

Литровая мощность.

Для оценки эффективности использования рабочего объёма цилиндра применяют литровую мощность Рл­ (в кВт/л), представляющую собой отношение эффективной мощности Ре к рабочему объёму Vл (в л.).

.

Это уравнение показывает, что литровая мощность, определяющая степень форсирования двигателя, может быть увеличения при повышении среднего эффективного давления Ре, частоты вращения коленчатого вала.