§ 2. Ефективні показники двигуна

Індикаторні показники достатньою мірою відображають якісні сторони перетворення тепла в роботу в двигуні, але не враховують втрати енергії на тертя, привод допоміжних механізмів, процеси впуску і випуску.

Витрати на подолання різних опорів оцінюються потужністю механічних втрат. Її відносять до одиниці об’єму циліндрів. Звичайно механічні втрати зв’язують із середньою швидкістю поршня v_п.сер.. На основі численних досліджень отримані емпіричні залежності цього зв’язку для двигунів різних типів.

Середній умовний тиск механічних втрат p_m, МПа, з урахуванням числа циліндрів двигуна обчислюють, задаючись відношенням ходу поршня до діаметра циліндра S/D:

p_m = Х + Y · V_п.сер.,

а для дизелів з газотурбінним наддувом:

p_m = (pap0)0,125 · (Х + Y · V_п.сер.) + 0,035(p_k - p₀)

де:

X, Y — коефіцієнти (див. табл. 2).

Таблиця 2 Значення коефіцієнтів X і Y
Двигун	X	Н
Бензиновий, газовий: S/D > 1, i ≤ 6 S/D ≤ 1, i ≤ 6 S/D < 1, i = 8	0,049	0,0152
	0,034	0,0113
	0,039	0,0132
Двигуни із впорскуванням і електронним керуванням	0,024	0,0053
Дизель, газодизель із камерою згоряння: нерозділеною розділеною (передкамерою) розділеною (вихрокамерою)	0,089 0,103 0,089	0,0118 0,0153 0,0135

Ефективна потужність N_e, кВт, менше індикаторної на величину потужності, що затрачена на механічні втрати:

N_e = N_i – N_m,

де:

N_m — потужність механічних втрат, кВт.

Відповідно середній ефективний тиск p_e, МПа:

p_e = p_i – р_m.

Ефективну потужність двигуна визначають за аналогією з індикаторною потужністю:

Ne=pe·Vh·i·n30·τ.

Для порівняння двигунів ефективну потужність часто відносять до одиниці робочого об`єму двигуна (літрова потужність N_л, кВт/л):

Nn=Nei·Vh

Механічні втрати оцінюють кількісно за допомогою механічного ККД η_m:

ηm=NeNi=pepi=pi-pmhi=1-pmpi

Ефективний ККД η_е визначається як:

ηe=ηi·ηm=α·l0·pi·ηmHU·ρa·ην

Для бензинових і дизельних двигунів визначають ефективну питому витрату палива g_e, г/(кВт·год):

ge=3600ηe·HU=ρα·ηνα·l0·pe

Для газових двигунів визначають ефективну питому витрату палива v_е, м³/(кВт·год), і ефективну питому витрату теплоти q_e, МДж/(кВт·год):

νe=3,6ηe·QU

q_е = ν_е · Q_U.

Для газодизелів визначають ефективну питому витрату газового палива v_е, м³/(кВт·год), ефективну питому витрату рідкого палива g_е^Д, г/(кВт·год), і загальну ефективну питому витрату теплоти q_e, МДж/(кВт·год):

νe=3,6·(1-q)ηe·QU;

geД=3600·qηe·HU;

qe=3,6ηe.

Орієнтовні значення ефективних показників зазначені в таблиці 3.

Таблиця 3 Ефективні показники двигуна
Тип двигуна	Середній ефективний тиск	Механічний ККД	Ефективний ККД	Ефективна питома витрата палива (теплоти)
Бензинові карбюраторні з ел. впорскуванням	pe = 0,6–1,1 МПа pe = 0,6–1,3 МПа	ηm = 0,75–0,92	ηе = 0,25–0,38	geN = 230–310 г/(кВт·год) geN = 200–290 г/(кВт·год)
Дизельні: без наддуву з наддувом	pe = 0,65–0,85 МПа pe ≤ 2,0 МПа	ηm = 0,7–0,82 ηm= 0,8–0,9	ηе = 0,35–0,42 ηе = 0,23–0,42	Дизель із нерозділеною камерою згоряння: geN = 200–235 г/(кВт·год) Дизель із розділеною камерою згоряння: geN = 220–260 г/(кВт·год)
Газодизелі: без наддуву з наддувом	pe = 0,65–0,85 МПа pe ≤ 2,0 МПа	ηm = 0,7–0,82 ηm = 0,8–0,9	ηе = 0,35–0,42 ηе = 0,23–0,42	qeN = 9–11 МДж/(кВт·год)
Газові	pe = 0,5–0,75 МПа	ηm = 0,75–0,82	ηе = 0,23–0,3	qeN = 12–17 МДж/(кВт·год)