Оценку рабочего цикла проводят по индикаторным показателям, среди которых важные, прежде всего, среднее индикаторное давление pi , индикаторная мощность Ni, индикаторный коэффициент полезного действия η i, удельный индикаторный расход топлива gi. Работу двигателя в целом оценивают по эффективным показателям — среднему эффективному давлению pe, эффективной мощности Ne, эффективному коэффициенту полезного действия ηe, удельному расходу топлива ge и другим показателям.
1.8.1 РАСЧЁТ ИНДИКАТОРНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Среднее индикаторное давление цикла pi - это условное постоянное давление, при котором за один ход поршня совершается работа, равная индикаторной работе цикла Li.
Величина pi численно равна работе, получаемой с единицы рабочего объёма цилиндра, МПа: pi = Li / Vh
и может быть для карбюраторных двигателей:
(1.43)
для дизелей: (1.44)
λ p – степень повышения давления (1.45)
Действительное среднее индикаторное давление pi для четырехтактного двигателя меньше расчётного, МПа:
(1.46)
где φд = 0,92…0,95 для дизелей - коэффициент полноты индикаторной диаграммы.
для двигателей с электронным впрыском топлива ….0,95 – 0,98;
для карбюраторных двигателей ………………………0,94 – 0,97;
для дизелей ……………………………………………...0,92 – 0,95.
Величина среднего индикаторного давления при работе с полной нагрузкой имеет следующие значения для четырехтактного дизельного двигателя МПа.
для четырехтактного бензинового двигателя ……..0,6 – 1,4;
для четырехтактного дизеля без наддува ………….0,7 – 1,1;
для четырехтактного дизеля с наддувом ………….0,7 – 1,1.
Индикаторный коэффициент полезного действия характеризует степень использования в действительном цикле теплоты топлива для получения индикаторной работы и представляет собой отношение теплоты, эквивалентной индикаторной работе цикла Li ко всему количеству теплоты, внесённой в цилиндр топливом HU:
(1.47)
где ρ в = 1,18 -1,2 кг/ м3 - плотность воздуха на впуске в двигатель,
η v - коэффициент наполнения.
В современных дизельных двигателях на номинальном режиме работы η i составляет:
для двигателей с электронным впрыском топлива ….0,35 – 0,45;
для карбюраторных двигателей ………………………0,30 – 0,40;
для дизелей ……………………………………………...0,40 – 0,50.
Совершенство цикла, его топливная экономичность может оценена и величиной удельного индикаторного расхода топлива gi ; характеризует затраты топлива в граммах на получение величины мощности 1кВт при работе в течении 1 часа:
(1.48)
Удельные расходы топлива gi на номинальном режиме работы, г/(кВт ч):
для двигателей с электронным впрыском топлива ….180 – 230;
для карбюраторных двигателей ………………………210 – 275;
для дизелей ……………………………………………...170 – 230.
1.8.2 РАСЧЁТ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Данный расчет требует оценки внутренних (механических) потерь в двигателе, МПа:
(1.49)
где n – номинальная частота вращения вала двигателя,
а = 0,035, b = 0,00005 – постоянные коэффициенты.
Среднее эффективное давление pе, МПа:
(1.50)
Среднее эффективное давление современных двигателей при номинальной нагрузке лежит в следующих пределах, МПа:
для карбюраторных двигателей ………………….…...0,6 – 1,1;
для двигателей с электронным впрыском топлива ……. до 1,3;
для четырехтактных дизелей без наддува…………...0,65 – 0,85;
для четырехтактных дизелей с наддувом …………………до 2,0;
для двухтактных быстроходных дизелей …………….0,4 – 0,75.
Относительный уровень механических потерь характеризует механический коэффициент полезного действия, который определяется как отношение среднего эффективного давления к индикаторному:
(1.51)
Механический КПД современных двигателей, работающих на номинальном режиме, изменяется в следующих пределах:
для бензиновых двигателей ………………….…...........0,75 – 0,92;
для четырехтактных дизелей без наддува……………...0,70 – 0,82;
для четырехтактных дизелей с наддувом (без учета затрат мощности на привод компрессора)………………………………………………0,80 – 0,9;
для двухтактных быстроходных дизелей ……………….0,7 – 0,85.
Эффективным коэффициентом полезного действия называют отношение количества тепла эквивалентного полученной работе, полученной на коленчатом валу двигателя Le, к общему количеству теплоты, внесённой в двигатель с топливом HU:
(1.52)
Значения эффективного КПД современных двигателей на номинальном режиме:
для бензиновых двигателей ………………….…...........0,25 – 0,38;
для дизелей без наддува…………………………….…...0,35 – 0,42;
для дизелей с наддувом………………………… ………0,23 – 0,30.
Так как, Le = Li . η i, то связь эффективного, индикаторного и механическим коэффициентом полезного действия определяется по формуле:
(1.53)
Удельный эффективный расход топлива:
(1.54)
Современные автомобильные и тракторные двигатели имеют следующие диапазоны эффективного удельного расхода топлива, г/(кВт ч):
карбюраторные двигатели ………………….…..........230 – 310;
двигатели с электронным впрыском топлива ……… 200 – 290;
дизели с неразделенными камерами……..…………...200 – 235;
вихрекамерные и предкамерные дизели………………220 – 260.
Часовой расход топлива, кг/ч
(1.55)
Дата: 2019-02-02, просмотров: 264.