Індикаторна питома витрата палива

Витрату палива на виконання одиниці індикаторної роботи називають індикаторною питомою витратою палива.

Індикаторну питому витрату палива g_і обчислюють за формулою:

, г/(кВт∙год) (3.5)

Обчислені індикаторні показники (P_i, η_і, g_і) характеризують досконалість робочого циклу двигуна, але не враховують витрат енергії на подолання тертя у механізмах двигуна, на виконання допоміжних (насосних) ходів впуску і випуску. Усі ці витрати враховуються при визначенні ефективних показників.

3.2. Ефективні показники

Величина втрат на тертя

У двигуні величина втрат на тертя залежить від багатьох факторів: типу та призначення двигуна, числа та розташування циліндрів, типу систем мащення і охолодження та ін. З них найбільш впливовим фактором є швидкість руху деталей і механізмів, яка однозначно залежить від частоти обертання колінчастого валу двигуна. Для двигунів різних типів одержано досить багато емпіричних залежностей втрат енергії на тертя від частоти обертання колінчастого валу або від середньої швидкості поршня. Для курсового проектування будемо користуватися двома з відомих залежностей:

для дизелів:

P_м = 0,105 + 0,0120·W_пср, МПа, (3.6)

і для карбюраторних двигунів:

Р_м = 0,040 + 0,0135·W_пср, МПа (3.7)

де Р_м – величина механічних втрат, віднесена до площі поршня;

W_пср – середня швидкість поршня (у м/с), визначається через частоту обертання колінчастого валу n (в об/хв.) і прийнятий хід поршня S_п (у м) за формулою:

W_пср = S_п·n/30, м/с, (3.8)

у якій хід поршня S_п слід прийняти по прототипу. Після визначення фактичних розмірів проектованого двигуна в разі розбіжностей між прийнятою та розрахунковою швидкістю поршня більше 5%, слід виконати уточнений розрахунок, починаючи з пункту 3.2.1 і приймаючи значення S_п за результатами розрахунків.

3.2.2 Середній ефективний тиск

Ефективну роботу, яку можна одержати і зняти з колінчастого валу двигуна за один цикл, віднесену до робочого об'єму циліндра, називають середнім ефективним тиском Р_е. Його визначають як:

Р_е = Р_і – Р_м, МПа. (3.9)

3.2.3. Механічний ККД

Відношення втрат роботи на тертя до індикаторної роботи називають механічним ККД двигуна η_м:

η_м = Р_е/Р_і (3.10)

Відомо, що механічний ККД сучасних автотракторних двигунів знаходиться у межах:

η_м = 0,7...0,9 – для карбюраторних двигунів,

η_м = 0,7...0,8 – для дизелів без наддуву,

η_м = 0,8...0,9 – для дизелів з наддувом.

Ефективний ККД

Ефективним ККД η_е називають відношення ефективної роботи, виконаної двигуном, до кількості теплової енергії, яка повинна виділитися при умові повного згоряння палива, поданого в циліндр за один цикл. Ефективний ККД може бути знайдений як:

η_е = η_і·η_м (3.11)

Карбюраторні двигуни мають η_е = 0,18...0,3, дизелі – 0,31...0,42.