4.7.2. Механічні втрати

Частина індикаторної потужності витрачається на так звані механічні втрати в двигуні, які складаються із втрат на тертя N_тер, втрат на газо­обмін N_газ і втрат на привід допоміжних агрегатів N_доп.аг:

Основну частину механічних втрат становлять втрати на тертя (65...80%). Втрати на газообмін і на привід допоміжних агрегатів відпові­дно складають 14...20% і 7...14% [1; 2].

За аналогією з залежністю (4.71)

де р_м - середній тиск механічних втрат, МПа.

Середній тиск механічних втрат - це умовний, сталий за зна­ченням тиск, який, діючи на поршень, виконав би за один хід поршня роботу, що дорівнює роботі, яка витрачена на механічні втрати в двигуні за один робочий цикл. Введення цього ще більше умовного, ніж р_i по­казника дозволяє перейти від індикаторних показників циклу до ефектив­них показників двигуна.

Статистичні дані свідчать, що р_м майже лінійно залежить від сере­дньої швидкості С_п поршня і для автомобільних ДВЗ може бути визна­ченим за залежністю [1; 2; 4]:

де а, b - сталі коефіцієнти, які визначаються експериментально, зна­чення їх наведені в табл. 4.6. [1; 2; 7].

Таблиця 4.6

Значення коефіцієнтів a I b для двз різних типів

Середня швидкість поршня, м/с:

Механічний ККД характеризує частку індикаторної потужності, що відповідає механічним втратам:

Значення η_м для сучасних автомобільних двигунів наведені у табл. 4.7.

4.7.3. Ефективні показники двигуна

Досконалість двигуна в цілому оцінюється ефективними показника­ми. Вони реєструються на виході з двигуна, на його колінчастому валі і враховують механічні втрати в двигуні.

За аналогією з індикаторними показниками розрізняють: середній

ефективний тиск р_е, ефективну потужність двигуна N_е, ефективний ККД η_е, питому ефективну витрату палива g_e.

Середній ефективний тиск - це умовний, сталий за значенням тиск, який, діючи на поршень, виконав би за один хід поршня роботу, що дорівнює роботі, здобутій на колінчастому валу за один робочий цикл

або

Ефективна потужність двигуна - це потужність, яка розвивається на колінчастому валу двигуна і використовується для корисної роботи, кВт

За аналогією з індикаторною потужністю можна записати

Ефективний ККД - це відношення роботи, здобутої на валу дви­гуна, до енергії, що містилася у витраченому паливі

або

Для газових двигунів

Для газодизелів

Питома ефективна витрата палива - це витрата палива на один кіловат ефективної потужності за одну годину, кг/(кВтгод):

або з урахуванням рівняння (4.90)

Для газових двигунів питома ефективна витрата газу, м³/(кВтгод):

питома ефективна витрата теплоти, кДж/(кВтгод):

Для газодизеля питома ефективна витрата теплоти, кДж/(кВтгод):

Значення ефективних показників автомобільних двигунів наведені у табл. 4.7.

Таблиця 4.7

Ефективні показники автомобільних двз

Вплив різних факторів на ефективні показники двигунів

Значення кожного з ефективних показників складається із значення відповідного індикаторного показника і показника механічних втрат. Вплив різних факторів на індикаторні показники проаналізовано вище.

Рівень механічних втрат у двигуні визначається: на стадії констру­ювання і виготовлення двигуна - ступенем оптимізації його конструкції, раціональним вибором матеріалу і технології виготовлення; на стадії експлуатації - доцільним застосуванням експлуатаційних матеріалів (палива, оливи, охолоджуючої рідини та ін.); підтриманням оптимальних експлуатаційних режимів двигуна і його агрегатів; експлуатацією тільки технічно справного і відрегульованого двигуна та ін.