Эффективные показатели двс
Эффективными показателями называют величины, характеризующие работу двигателя, снимаемую с его вала и полезно используемую. Во имя получения этой работы собственно и строят двигатели внутреннего сгорания. К числу эффективных показателей относят прежде всего эффективную мощность, крутящий момент, среднее эффективное давление топлива, эффективный КПД.
Полезная, или эффективная, работа двигателя за один цикл
,
где Lмп – работа механических потерь.
Разделив это
выражение на рабочий объем 
получим
|
|
(9.2) |
,
где 
-
среднее эффективное давление, т.е
полезная работа, получаемая за цикл с
единицы рабочего объема цилиндра.
Умножив (9.2) на 
,
получим
,
где 
-
эффективная мощность двигателя; 
-
мощность механических потерь.
Если (9.2) умножить
на 
,
то получим
,
где 
-
эффективный крутящий момент двигателя; Ммп –
момент механических потерь.
Механический КПД двигателя
|
|
(9.3) |
Далее, используя (9.2), можно записать
.
Под эффективным
КПД двигателя понимают долю от всей
подведенной с топливом теплоты,
превращенную в полезную работу: 
.
Далее можно преобразовать:
|
|
(9.4) |
.Удельный эффективный расход топлива или расход топлива на единицу эффективной мощности в час
.
Из приведенных
уравнений следует, что для обеспечения
высокой эффективности и экономичности
работы двигателя недостаточно достижения
высоких значений рi и 
.
Необходимо также, чтобы малыми были
механические потери двигателя, в том
числе потери на привод компрессора.
Работа, действительно затрачиваемая на сжатие и проталкивание 1 кг воздуха в компрессоре,
,
где 
-
степень повышения давления в
компрессоре; 
—
адиабатный КПД компрессора, равный
отношению работы при адиабатном сжатии
к действительно затраченной на сжатие
и проталкивание работе. Он учитывает
наличие теплообмена и внутренние потери
в компрессоре. Мощность привода
компрессора
,
где Gв.с —
секундная подача воздуха компрессором; 
—
механический КПД компрессора.
Используя зависимости (4.4) и (4.5) , выразим эффективные показатели через индикаторные:
|
|
(9.5) |
|
|
(9.6) |
|
|
(9.7) |
;
;
;
;
|
|
(9.8) |
*.
Из (9.5) при заданных
частоте вращения, количестве цилиндров
и тактов можно вычислить рабочий объем
цилиндра, при котором обеспечивается
получение той или иной мощности.
Вычисление pi производится по
(4.5), рм — по уравнениям (4.8) с
использованием данных табл. 4.3. По
величине 
,
задавшись S/D, определяют основные
размеры двигателя.
В случае использования для расчета индикаторных показателей методики, кратко изложенной в п. 2.2.2, необходимо задаться размерами двигателя по прототипу. Расчет цикла даст значения рi, и . Далее определяют рм и рe. По уравнению (9.5) вычисляют рабочий объем цилиндра и далее, задавшись S/D, основные размеры двигателя. Если они существенно отличаются от принятых по прототипу, то расчет цикла повторяется.