2. Механические потери и их показатели.

 

Часть развиваемой в цилиндрах мощ­ности, называемая мощностью механи­ческих потерь , затрачи­вается в самом двигателе на преодо­ление трения  и на привод вспомогательных механизмов : механизма газораспределения, топливного, масляного и водяного насосов венти­лятора, генератора, компрессора и др.

Потери на трение, составляющие около 70 % механических потерь, связаны с наличием трения в цилиндропоршневой группе деталей, в шатунных и ко­ренных подшипниках коленчатого вала и сопротивления среды движению де­талей, связанных с кривошипами ко­ленчатого вала. Затраты мощности на привод вспомогательных механизмов включают лишь необратимые потери, не учитывающие, например, потери при упругом деформировании клапанных пружин или возвратимые потери на сжатие воздуха в компрессоре.

Главная составляющая мощности ме­ханических потерь - потери на тре­ние - зависит и от скоростного и от нагрузочного режимов работы двигате­ля. Потери на привод вспомогательных механизмов зависят, в основном, от скоростного режима.

Мощность механических потерь по аналогии с индикаторной мощностью может быть выражена через среднее давление механических потерь  зави­симостью

.

Поскольку в основном на механиче­ские потери влияет скоростной режим двигателя, среднее давление механиче­ских потерь (МПа) может быть опре­делено по следующим опытным зависимостям: для карбюраторных двига­телей ; для дизелей , где  - средняя скорость поршня, м/с.

Механические потери в двигателе оцениваются механическим к. п. д. , представляющим отношение мощности, снимаемой с коленчатого вала (эффек­тивной мощности), к индикаторной мощности

.

Механический к. п. д. характеризует степень снижения индикаторной мощно­сти при передаче ее к выходному валу двигателя и зависит в основном от ско­ростного, нагрузочного и теплового ре­жимов его работы, а также от каче­ства и свойств смазывающего масла.

По мере уменьшения нагрузки при по­стоянном скоростном режиме двигателя уменьшается среднее индикаторное дав­ление и  индикаторная  мощность при практически неизменяющихся механи­ческих потерях, поэтому механический к. п. д. уменьшается. В частном случае, когда внешняя нагрузка двигателя от­сутствует (холостой ход), развиваемая индикаторная мощность полностью затрачивается на преодоление механических потерь в самом двигателе  и .

По мере увеличения частоты враще­ния коленчатого вала при неизменном положении дроссельной заслонки (или рейки топливного насоса в дизелях) индикаторная мощность двигателя практически неизменна, а мощность механических потерь увеличивается. В результате механический к. п.д. уменьшается, а в частном случае, когда мощность механических потерь возрастает до индикаторной , меха­нический к. п. д. равен нулю и двига­тель не может преодолевать нагрузки (случай холостого хода двигателя при заданном расходе топлива).

Наибольший механический к. п. д. имеет место при работе двигателя при полной нагрузке и малой частоте вра­щения коленчатого вала.

Механический к. п. д. автотракторных двига­телей, работающих на номинальном режиме, составляет: в четырехтактных карбюраторных дви­гателях , четырехтактных дизелях - 0,7-0,82, четырехтактных двигателях с надду­вом - 0,8-0,9,    двухтактных    дизелях - 0,7-0,85.