4. Эффективная мощность.

Полезная работа, получаемая на валу двигателя в единицу времени, называется эффективной мощностью . Величина может быть определена по индикаторной мощности через механический КПД:

5. Эффективный удельный расход топлива.

а) эффективный удельный расход жидкого топлива:

40

б) эффективный удельный расход газового топлива:

в) удельный расход теплоты на единицу эффективной мощности:

Для современных автомобильных двигателей эффективный удельный расход топлива при номинальной нагрузке имеет следующие значения:

Для двигателей с электронным впрыском топлива … g_e=200 — 290 г/(кВт· ч)

Для карбюраторных двигателей…………………………….g_e=230 — 310г/(кВт · ч)

Для дизелей с неразделенными камерами………………... g_e=200 — 235 г/(кВт · ч)

Для вихрекамерных и предкамерных дизе­лей……………..g_e=220 — 260 г/(кВт · ч)

Для газовых двигателей удельный расход теплоты……g_е=12 — 17 МДж/(кВт· ч)

Таблица 1. Таблица окончательных значений эффективных параметров двигателя.

Параметры	Единицы измерения	Эффективные параметры двигателя.
		Вид двигателя (например, карбюраторный двигатель)
n	об/мин
	м/с
	МПа
	МПа
gе	г/(кВт · ч)

Пример расчета эффективных показателей двигателя

При проведений предварительных расчетов двигателей механические потери, характеризуемые средним давлением p_м, приближенно можно определить по линейным зависимостям от средней скорости поршня v_п.ср..

Среднее давление механических потерь для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением хода поршня к диаметру цилиндра S/D < 1

p_м = 0,034 + 0,0113·v_п.ср.;

Для карбюраторного двигателя, предварительно приняв ход поршня S равным 71 мм, получим значение средней скорости поршня при частоте вращения коленчатого вала n _N =5600 мин^-1

41

v_п.ср = S·n _N /30000 = 71·5600/30000 = 13,2533 м/с;

Тогда,

p_м = 0,034 + 0,0113·13,2533 = 0,1838 МПа.

Для двигателя с впрыском топлива, приняв ход поршня S равным 71 мм, получим значение средней скорости поршня при n _N =4800 мин ^-1

v_п.ср = 71·4800/30000 = 11,36 м/с.

Среднее давление механических потерь для двигателей с впрыском топлива и электронным управлением определяется по следующей формуле:

p_м = 0,024 + 0,0053·v_п.ср;

Тогда,

p_м = 0,024 + 0,0053·11,36 = 0,0842 МПа.

Среднее эффективное давление.

Среднее эффективное давление (p_e) представляет собой отношение эффективной работы на валу двигателя к единице рабочего объема цилиндра. В расчетах двигателей p_e определяется по среднему индикаторному давлению

р_е = p_i – p_м;

Так для карбюраторного двигателя

р_е = 0,9896 – 0,1838 = 0,8058 МПа;

для двигателя с впрыском топлива

р_е =1,1079 – 0,0842 = 1,0237 МПа.

Отношение среднего эффективного давления к индикаторному называется механическим КПД двигателя:

η_м = р_е / p_i

Величина механического КПД составляет

для карбюраторного двигателя

η_м =0,8058/0,9896 = 0,8143;

для двигателя с впрыском топлива

η_м =1,0237/1,1079 = 0,924.

Эффективная мощность. Полезная работа, получаемая на валу двигателя в единицу времени, называется эффективной мощностью(N_e,кВт). Величина N_e может быть определена по индикаторной мощности через механический КПД:

N_e = N_i·η_м = р_е·V_h·i·n / (30τ);

Для карбюраторного двигателя

N_e = 0,8058·0,3750·4·5600/(30·4)=56,4075 кВт.

Для двигателя с впрыском топлива

N_e =1,0237·0,3750·4·4800/(30·4)=61,42 кВт.

Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива.

Эффективный КПД двигателя характеризует степень использования теплоты, внесенной в двигатель с топливом с учетом всех потерь – тепловых и механических.

Так величина эффективного КПД составляет:

для карбюраторного двигателя η_e = 0,3084·0,8143 = 0,251;

для двигателя с впрыском топлива η_e = 0,3602·0,924 = 0,3328.

42

Эффективный удельный расход топлива (g_e,г/[кВт·ч]):

g_e = 3600/( H_и·η_e);

для карбюраторного двигателя

g_e = 3600/(43,9295·0,251) = 326,4467 г/[кВт·ч];

для двигателя с впрыском топлива

g_e=3600/(43,9295·0,3328)=246,2424 г/[кВт·ч].