76. Выведите аналитическое выражение для определения индикаторного к.П.Д.

77. Что из себя представляет тепловой баланс двигателя и как вычислить его составляющие?

Тепло, выделяющееся при сгорании топлива, только частично преобразовывается в полезную (эффективную) работу. Значительная часть его теряется. Картину распределения тепла, выделяющегося при сгорании топ­лива, называют тепловым балансом двигателя. Она дает наглядное представление о качестве работы двигателя. Тепловой баланс зависит от режима работы двигателя - от частоты вращения, нагрузки и т.д. Для любого рассматриваемого режима работы тепловой баланс может быть представлен в виде диаграммы (рисунок 3) или уравнения:

Рисунок 3 График теплового баланса двигателя для рассматриваемого (конкретного) режима работы

q_т=q_е+q_г+q_в+q_н.б.,

где q_т – все подведенное тепло;

q_е - израсходованное на полезную работу;

q_г - уносимое выхлопными газами;

q_в - уносимое охлаждающей водой;

q_н.б. - неучтенное тепло (потери на лучеиспускание, недогорание и т.д.).

При расчетах более удобно пользоваться процентным тепловым балан­сом (составляющие даются в %).

Входящие в выражение величины (в %) составят:

q_т - 100,

q_е - 100_е,

q_г-(М_гС_р.г.Т_г-L_oC_р.о.Т_о) ,

где С и G_охл - теплоемкость и циркуляционный расход охлаждающей

жидкости (для двигателя с жидкостным охлаждением); t₂ и t₁ - температуры жидкости, входящей в радиатор выходящей из него.

Неучтенные потери тепла будут: q_н.б.=q_т-(q_е+q_в+q_г)

Полная картина распределения тепла может быть получена графическим изображением теплового баланса в зависимости от режима работы двигателя, например, от частоты вращения двигателя, нагрузки и т.д.

Как видно, с уменьшением частоты вращения: q_в - увеличивается из-за увеличения продолжительности соприкосновения газов со стенками цилиндра;

q_г - уменьшается из-за более полного теплоиспользования; q_е – естественно, снижается.

78. Определите количество выхлопных газов, образующихся при сгорании топлива.

Количество выхлопных газов ДВС можно найти по выражению: М_г=L_G_т, к моль/за час,

где  и  - коэффициенты избытка воздуха и молярного изменения; L_ - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива; G_т – часовой расход топлива.

В выхлопных газах содержатся как невредные так и вредные для здоровья человека газы. Число вредных компонентов доходит до 400.

В ДВС вредные компоненты выделяются не только в виде выхлопных газов. Если весь их объем принять за 100%, то в карбюраторных двигателях, например, они выделяются: 1) в виде отработавших газов - 65% (причем из них 60% приходится на СО, 5% - NO и 3% - СН); 2) в виде газов, выходящих из картера двигателя - 20%; 3) в виде углеводородов, образующихся в карбюраторе - 9% и топливном баке - 6%.

79. Чем фактическая степень сжатия отличается от теоретической? Как определить фактическую степень сжатия?

Отличают теоретическую («геометрическую») и фактическую степени сжатия.

Теоретическая степень сжатия:

Фактическую степень сжатия _ф следует определять с учетом фактического заполнения рабочего объема цилиндра, т.е. коэффициента наполнения (сжатие фактически начинается после «дожатия» поршнем незаполненного объема).

Т.к. V_ф=V_h_v, то =1+(-1)_v.