1.7. Определение индикаторных и эффективных показателей цикла.

Среднее индикаторное давление, МПа. Расчетное индикаторное давление определяется по формуле:

Действительное индикаторное давление подсчитывается по выбранному значению коэффициента полноты диаграммы φ_п (п.1.6)

, где

В случае применения наддува ∆P_i может быть и отрицательным числом. Отклонение действительного цикла от расчетного у карбюраторных двигателей меньше, чем у дизелей. Поэтому, у двигателей с искровым зажиганием значения φ_п ближе к верхнему пределу. У дизелей с разделенными камерами сгорании (вихрекамерные, предкамерные и др.) вследствие наличия дополнительных гидравлических и тепловых потерь значения φ_п берутся ближе к нижнему пределу.

В двухтактных двигателях , подсчитанное по неокругленной диаграмме для полезной части хода поршня, пересчитывают на весь ход поршня: .

Индикаторный КПД определяется по формуле: .

Для газовых двигателей в знаменателе этой формулы убирается H_u и в результате получается расход теплоты на единицу мощности двигателя в единицу времени, Дж/(кВтч).

Механические потери. Механические потери на трение в двигателе и привод вспомогательного оборудования оцениваются уменьшением среднего индикаторного давления P_i. Среднее давление механических потерь Р_м можно представить в виде суммы средних давлений потерь на трение Р_т на газообмен Р_г, на привод вспомогательных механизмов Рвм, на привод компрессора и вентилятора Р_к и Р_в.

.

Потери мощности на трение составляют основную часть механических потерь (до 80% всех потерь) и зависят от газовых сил, сил инерции, нагружающих трущиеся пары, а также силы упругости колец и пружин в передаточных звеньях.

Среднее давление механических потерь определяют в зависимости от средней скорости поршня Сп по эмпирической формуле: ,

где А, В - коэффициенты; С_п - средняя скорость поршня, м/с, ориентировочно выбирается из таблицы 16.

Значения коэффициентов А и В, устанавливаемые экспериментально, приведены в таблице 14.

Значения среднего давления механических потерь (МПа) находятся в следующих пределах: для карбюраторных двигателей- 0,15...0,25; для дизелей -0,20...0,30.

Примечание: Для газовых двигателей g_i = 10,8...12,8 МДж/(кВтч); g_e = 14...17 МДж/(кВтч)

Среднее эффективное давление. Можно его представить как разность между средним индикаторным давлением Pi и средним давлением механических потерь: .

Механический КПД двигателя. .

Эффективный КПД двигателя. .

Удельный эффективный расход топлива. _.

Общие показатели существующих двигателей приведены в таблице 15.

1.8. Определение основных размеров двигателя.

По заданной эффективной мощности N_e определяется рабочий объем одного цилиндра двигателя, м³: ,

где τ- тактность двигателя ( 4-х тактный τ-4; 2-х тактный τ- 2); N_е- эффективная мощность, кВт; Ре- среднее эффективное давление, МПа; i- число цилиндров.

Один и тот же рабочий объем может быть реализован при различных сочетаниях диаметра поршня D и хода поршня S. Отношение этих величин S/D подбирается таким образом, чтобы средняя скорость поршня С_п находилась в допустимых пределах (табл. 16). Диаметр поршня при выбранном S/D равен: