4.3 Эффективные показатели двигателя

К эффективным показателям двигателя относятся среднее эффективное давление Р_е, эффективная мощность N_e, эффективный КПД _e и эффективный удельный расход топлива g_e.

Среднее эффективное давление Р_е—условное постоянное давление в цилиндре двигателя, при котором работа, производимая в них за один такт, равнялась бы эффективной работе за цикл.

Р_е = Р_i _м

При работе автотракторных двигателей на номинальном режиме значение Р_е в МПа находится в следующих пределах:

четырехтактные карбюраторные двигатели ......... 0,6…1,1

четырехтактные газовые двигатели .........………. 0,5…0,75

четырехтактные дизели без наддува ...........……. 0,55…0,85

четырехтактные дизели с низким и средним наддувом …до 1.4…1,5

двухтактные дизели без наддува ..................……. 0,4…0,75

Эффективная мощность двигателя (Ne).

Эффективная мощность двигателя – это полезная мощность, снимаемая с коленчатого вала.

где Ре – среднее эффективное давление (МПа);

Vh – рабочий объем цилиндра (л);

i – число цилиндров;

n – частота вращения коленчатого вала (об/мин);

τ – тактность двигателя.

Эффективная мощность двигателя (в кВт) может быть рассчитана и по другим формулам:

N_e = М_к /1000 (кВт)

N_e = М_к n /9554 (кВт)

где  = – угловая скорость коленчатого вала

М_к – крутящий момент на коленчатом валу двигателя (в нм)

Механический к.п.д. _м – оценочный показатель механических потерь в двигателе.

_м = N_e / N_i = Р_е / Рi (4.12)

Механический к.п.д. характеризует степень использования индикаторной мощности при переходе её в эффективную, то же самое можно сказать и о степени использования среднего эффективного давления.

При работе автотракторных двигателей на номинальном режиме значение _м находятся в следующих пределах:

четырехтактные карбюраторные двигатели ......... 0,7…0,85

четырехтактные газовые двигатели .........………. 0,75…0,85

четырехтактные дизели без наддува ...........……. 0,7…0,82

четырехтактные дизели с наддувом … 0.8…0,9

двухтактные высокооборотные дизели ..........……0,7…0,85

Эффективный к.п.д. _е определяют как отношение количества теплоты Q_е, превращенной в эффективную работу на валу двигателя, к количеству теплоты Q_ц подведенной за цикл _е = Q_е / Q_ц

Эффективный к.п.д. характеризует степень использования теплоты в действительном рабочем цикле при переходе её в эффективную работу на валу двигателя. Он учитывает принципиально неустранимые и принципиально устранимые потери теплоты, а также механические потери, т.е. оценивает экономичность работы двигателя в целом:

_е = _I _м

При работе автотракторных двигателей на номинальном режиме значение _е находятся в следующих пределах:

карбюраторные двигатели ......... 0,25…0,33

газовые двигатели .........………. 0,23…0,30

дизельные двигатели ………...........……. 0,35…0,40

Эффективный удельный расход топлива g_e.

При известной эффективной мощности двигателя N_e и количестве израсходованного топлива G_т эффективный удельный расход топлива g_е (г/кВтч) определяют по формуле:

g_e. = G_т 10³ / N_e (4.14)

Связь между g_e и _е при работе двигателя на жидком топливе определяют из выражения:

_е = (4.15)

эффективный удельный расход топлива g_е можно определить по формуле:

g_e. = (4.16)

Эффективный удельный расход топлива характеризует эффективность работы двигателя и показывает, сколько грамм топлива требуется двигателю, чтобы получить один киловатт мощности за час работы (г/кВтч).

При работе автотракторных двигателей на номинальном режиме значение эффективного удельного расхода топлива g_e. находятся в следующих пределах:

карбюраторные двигатели ......... 290…330

дизельные двигатели ………...........……. 210…250

Удельная литровая мощность двигателя – это эффективная мощность, отнесённая к одному литру рабочего объёма двигателя:

N_л = N_e / (V_h i), кВт/л

Удельная поршневая мощность двигателя – это эффективная мощность, отнесённая к одному квадратному дециметру площади поршней:

N_п = N_e / (F_п i), кВт/дм²