Показатели работы двигателя

Развивая определённый крутящий момент, двигатель совершает работу. Работа, выполненная в единицу времени, называется мощностью. Мощность двигателя зависит от степени использования тепла, которое выделяется при горении топлива в цилиндре. В полезную работу превращается только 30… 40% выделившегося тепла, остальное тепло уходит с отработанными газами, отводится от нагретых деталей двигателя и теряется.

Различают индикаторную и эффективную мощности. Индикаторной называют мощность, которая развивается газами внутри цилиндра двигателя. Давление газа в цилиндре измеряют с помощью специального прибора — индикатора. Индикаторную мощность (в киловаттах) можно определить по формуле.

где Л — индикаторное давление, МПа;

i — число цилиндров двигателя;

п — частота вращения коленчатого вала, с*¹;

т — тактность двигателя, об.

Индикаторное давление четырехтактных и двухтактных дизельных двигателей составляет 0,6… 1,1 МПа (6… 11 кгс/см²).

Тактность двигателя — это число, показывающее, за сколько оборотов коленчатого вала совершается рабочий цикл. Для четырехтактных двигателей т — 2, для двухтактных — т = 1.

Если вместо рабочего объёма цилиндра подставить литраж двигателя, то индикаторная мощность будет.

При работе двигателя часть индикаторной мощности затрачивается на преодоление сопротивления трения движущихся деталей двигателя. Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью трения Nr;

Мощность двигателя, снимаемая с его коленчатого вала, называется эффективной мощностью (N_e.кВт). Она определяется по формуле.

Отношение эффективной мощности к индикаторной называется механическим коэффициентом полезного действия (л*), то есть

При работе с полной нагрузкой для четырёхтактных дизельных двигателей Лм * 0,73… 0,85; для двухтактных — л_м =0,70… 0,75.

Среднее эффективное давление (Я, МПа) меньше среднего индикаторного и его можно записать в следующем виде:

Для дизельных двигателей среднее эффективное давление составляет: для четырёхтактных Р_е = 0,5… 0,85 МПа, для двухтактных Р, = 0,4… 0,75 МПа.

Эффективную мощность N^[1] кВт, можно выразить через индикаторную:

Мощность двигателя зависит от его литража, давления газов в цилиндрах, частоты вращения коленчатого вала и тактности.

При подборе двигателя с точки зрения рационального использования размеров цилиндров пользуются понятием литровая мощность. Литровая мощность — это эффективная мощность, отнесённая к 1 л объёма двигателя, измеряется в киловаттах на литр, (кВт/л).

В зависимости от совершенства конструкции и технического состояния двигатель для выполнения одной и той же полезной работы расходует то или иное количество топлива. Масса топлива, расходуемого двигателем в единицу времени, называется расходом топлива. Зная расход топлива, можно определить индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.

Удельный индикаторный расход топлива — это масса топлива, расходуемая на единицу индикаторной мощности в 1 час (gi, кг/кВт • ч'): где Gtрасход топлива, кг/с.

Удельный эффективный расход топлива (g_t, кг/кВт • ч) — это масса топлива, расходуемая на единицу эффективной мощности в 1 ч:

В современных тракторных дизельных двигателях удельный эффективный расход топлива составляет 0,23… 0,27 кг/кВт ч.

• [1] 1 кВт ч = 3,6 • 106Дж.