Практична робота №3
ПОКАЗНИКИ РОБОЧОГО ЦИКЛУ І ДВИГУНА
Індикаторні показники робочого циклу
Ці показники стосуються процесів, що відбуваються всередині циліндра і характеризують досконалість дійсного циклу за тепловикористанням. До них належать середній індикаторний тиск , індикаторна потужність
. індикаторний ККД
та питома індикаторна витрата палива
.
Середнім індикаторним тиском називається умовний сталий тиск газів на поршень, який за один хід поршня виконав би роботу, що дорівнює роботі газів за цикл. В кожному робочому циклі за чотири ходи поршня тиск газів в надпоршневому просторі різко змінюється. Тому для спрощення розрахунків вводиться умовний середній тиск.
Середній індикаторний тиск теоретичного циклу, в якому не враховані процеси впуску і випуску і індикаторна діаграма нескруглена, визначається за наступною залежністю:
, МПа.
Наведена залежність справедлива для двигунів із запалюванням від стиску. Для двигунів з іскровим запалюванням і
.
Середній індикаторний тиск дійсного циклу:
’,
де
- коефіцієнт скруглення діаграми.
Індикаторна потужність. За один цикл в циліндрі двигуна виконується індикаторна робота:
, Нм
де - робочий об’єм циліндра.
Кількість робочих циклів за секунду
,
де - частота обертання колінчастого вала,
;
- тактність двигуна.
Індикаторна потужність двигуна, кВт
,
де в МПа,
- в літрах.
Індикаторний ККД - це відношення роботи, виконаної газами в циліндрі ДВЗ, до енергії, що міститься у витраченому паливі:
,
де в кВт;
в кДж/кг;
- годинна витрата палива в кг/год.
Питома індикаторна витрата палива - витрата палива на один кіловат потужності за годину:
, кг/кВт год.
Ефективні показники двигуна
Досконалість двигуна в цілому оцінюється ефективними показниками: ефективною потужністю , середнім ефективним тиском
, ефективним ККД
та питомою ефективною витратою палива
. Ці показники отримуються на виході з двигуна, на його колінчастому валу.
Ефективною, або дійсною потужністю, називається потужність, що розвивається на колінчастому валу двигуна і використовується для виконання корисної роботи:
, кВт,
де - потужність механічних втрат.
,
де - потужність, яка витрачається на тертя (в кількості 65...80 % від загальної величини втрат);
- потужність, яка втрачається на газообмін (14. ..20 %);
- потужність, яка витрачається на привод допоміжних
механізмів (7. ..14 %).
За аналогією з індикаторною потужністю можна записати:
, кВт;
, кВт
де - середній тиск механічних втрат, МПа;
- середній ефективний тиск, МПа.
Середній ефективний тиск - це умовний, сталий за величиною тиск, який, діючи на поршень, виконав би за один хід поршня роботу, що дорівнює роботі на колінчастому валу за один робочий цикл:
.
Середній тиск механічних втрат - це умовний, сталий за величиною тиск, який, діючи на поршень, виконав би за один хід поршня роботу, що дорівнює роботі, затрачуваній на механічні втрати в двигуні за один робочий цикл. Його величина залежить від середньої швидкості
поршня
,
де і
- сталі величини, які визначаються експериментально.
Середня швидкість поршня:
, м/с,
де - хід поршня, м.
Механічний ККД оцінює частку індикаторної потужності, яка відповідає механічним втратам:
.
Ефективний ККД - це відношення роботи, здобутої на валу двигуна, до енергії, що містилася у витраченому паливі:
;
або .
Питома ефективна витрата палива:
.
Значення ефективних показників автомобільних двигунів при їх роботі на номінальному режимі наведені в табл. 1.