Значения индикаторных и эффективных показателей

Показатель	ДВС с искровым зажиганием	Дизели без наддува	Дизели с наддувом
pi, МПа	0,9... 1,2	0,75... 1,05	До 2,5
ηi	0,3...0,4	0,42...0,5	0.42...0,5
gi, г/(кВт· ч)	273...205	202.:. 170	202... 170
ре, МПа	0,75...0,85	0,65...0,8	до 2,0
ηм	0,75...0,85	0,7...0,8	0,78...0,88
ηe	0,25...0,35	0,36...0,42	0,38...0,45
ge, г/(кВт· ч)	327...234	235...202	223... 188
NЛ, кВт/л	20...50	12...20	16...28

4. Тепловой баланс двигателя

Распределение теплоты, вводимой в двигатель с топливом, на по­лезно используемую и уходящую на различные потери, называется внешним тепловым балансом. Внешний тепловой баланс определяет­ся опытным путем и выражается в абсолютных или относительных величинах его составляющих.

В абсолютных величинах уравнение теплового баланса имеет следу­ющий вид

где: Q - общее количество теплоты, введенное в двигатель с топли­вом за определенный отрезок времени; Q_е - количество теплоты, перешедшее в эффективную работу; Q_охл - количество теплоты, передаваемое охлаждающей жидкости; Q_м - количество теплоты, передаваемое в смазочный материал; Q_газ - потери теплоты в отра­ботавших газах; Q_нс - потери теплоты вследствие неполноты сгора­ния топлива; Q_ост - остаточные потери теплоты, не учтенные оста­льными составляющими теплового баланса.

Общее количество теплоты Q определяется по низшей тепло­творной способности топлива Н_и и его часовому расходу G_т:.

Количество полезно используемой теплоты, эквивалентное эффективной работе двигателя за 1 ч, определяется по формуле .

Потери теплоты в охлаждающей жидкости определяются формуле

Где: с_охл - теплоемкость охлаждающей жидкости; G_охл - расход охлаждающей жидкости; t_вых и t_вх - температуры охлаждающей кости на выходе и входе системы охлаждения соответственно.

Потери теплоты в смазочном материале определяются при наличии на двигателе масляного радиатора, в противном случае Q_м включают в остаточные потери теплоты. Потери в смазочном материале определяются аналогично Q_охл.

Потери теплоты в отработавших газах определяются по формуле, предположив, что количество газов G_газ равно сумме количеств поступившего воздуха G_в и топлива G_T: ,

где: с_р - средняя теплоемкость отработавших газов при постоянном давлении; t_г - температура отработавших газов; t₀ - температура окружающей среды.

Потери вследствие неполноты сгорания топлива определяя только для карбюраторного двигателя при коэффициенте избытка воздуха а < 1 :

Q_нс= 120(1-α)l₀G_т.

Остаточные потери теплоты определяют следующим образом:

.

На величину Q_ост влияют погрешности при определении соcтавляющих теплового баланса. Кроме того, к остаточным потерям теплоты относят: теплоту, передаваемую наружной поверхностью двигателя; теплоту, соответствующую кинетической энергии отработавших газов; теплоту лучеиспускания; теплоту, эквивалентную работе трения.

Теплоту Q_охл и Q_м используют при расчете систем оxлаждения смазочного материала и наддува.

По величине Q_нс можно судить о степени неполноты сгорания и определить пути повышения теплоиспользования.

Количество теплоты по составляющим теплового баланса под­считывают в кДж за единицу времени. Однако наиболее распро­странено составление теплового баланса в относительных величи­нах, где каждая составляющая выражена в процентах к введенному количеству теплоты с топливом. В этом случае уравнение теплового баланса имеет вид: ,

где: q_е=(Q_е /Q) • 100; q_ОХЛ = (Q_охл/Q) ·100; q_м = (Q_м/Q) ·100 и т. д.

В табл. 6.2 приведены средние значения составляющих теплово­го баланса. Данные таблицы свидетельствуют, что основные тепло­вые потери - это потери в охлаждающей жидкости и в отработав­ших газах.

Таблица 6.2. Процентное соотношение составляющих теплового баланса, %

Двигатель	qе	qохл	qгаз	qнс	qост
Карбюраторный	20-48	13-27	35-50	0-45	3-8
Дизель: Без наддува С наддувом	30-43 35-45	17-35 12-25	25-45 25-40	0-5 0-5	2-5 2-5

Одним из способов использования тепловых потерь является применение турбонаддува, где нагнетатель приводится в действие за счет энергии отработавших газов.