17) Индикаторная мощность и индикаторный кпд двигателя.

Индика́торная мо́щность паровой машины — определяется как сумма мощности, получаемой на коленчатом валу (эффективная мощность), и мощности, расходуемой на потери (мощность трения)

Индикаторная мощность двигателя определяется путём обработки индикаторных диаграмм, полученных при испытании двигателя. Индикаторная мощность конкретного двигателя различна при различных режимах его работы. Зависимость индикаторной мощности от частоты вращения двигателя называется скоростной характеристикой.

Чтобы построить скоростную характеристику, снимают индикаторные диаграммы на различных частотах вращения двигателя, и путём планиметрирования площадей полученных диаграмм определяют индикаторную мощность на данной частоте вращения. Индикаторная мощность частично расходуется на преодоление сил трениявнутри двигателя и на приведение в действие вспомогательных механизмов (клапанов, системы смазки и т.п.).

Индикаторная мощность это мощность, развиваемая газами внутри цилиндра двигателя и передаваемая поршню. 

где:  N_i — индикаторная мощность, л. с.;  V₁ — рабочий объем одного цилиндра, см³;  i — число цилиндров;  τ — число оборотов коленчатого вала в минуту при максимальной мощности; т — коэффициент тактности: для четырехтактных τ = 2; для двухтактных τ = 1;  P_i — среднее индикаторное давление, см².

Индикаторная диаграмма

Индикаторная диаграмма одного цилиндра двигателя М-62:  оа — такт впуска;  ас — такт сжатия;  Z_в — такт расширения;  во — такт впуска;  С¹ — момент зажигания;  Z — точка максимального давления;  d — конец впуска;  в¹ — начало выпуска;  V_a — объем камеры сгорания;  V_h — рабочий объем одного цилиндра;  Р — давление в конце сгорания;  Р_с — давление в конце сжатия;  Р_r — среднее индикаторное давление.

Весьма важен КПД индикаторный (отношение теплоты, преобразованной в механическую работу цикла, ко всей теплоте, внесенной в двигатель с топливом). Он зависит от степени сжатия коэффициента избытка воздуха а и оборотов коленвала ппъ; для карбюраторных двигателей его можно вычислить приближенно по формуле :

η_r=(0,О5+О,2а) (0,6+0,08ξ) (0,93+0,0007nдв).

 

При постоянной степени сжатия, например, 6,5, и 2000 мин^-1 с обеднением смеси - повышением а от 0,6 до 1,15 - η меняется от 0,20 до 0,34. При а-1,15 с увеличением оборотов от 1000 до 3000 КПД возрастает от 0,32 до 0,39, Практически на рабочих режимах у легковых автомобилей с высокой степенью» сжатия КПД варьирует в пределах 0,34 - 0,37. Чем выше  η тем ниже расход топлива. В карбюраторных двигателях η повышается при возрастании массы перевозимого груза, скорости движения и суммарного сопротивления дороги. В дизелях, наоборот, возрастает при уменьшении загрузки автомобиля. Анализ показывает, что для повышения топливной экономичности автомобиля нужно увеличивать его грузоподъемность и скорость движения (это улучшает и общую экономичность). Конструктивные особенности автомобиля и многие факторы условий эксплуатации (например, температура и давление воздуха) не могут быть изменены усилиями и средствами эксплуатационников. Однако другие факторы, сильно влияющие на экономичность, в нашей власти. Это, прежде всего, правильный выбор скорости и передачи.