Показатели эффективности дизеля

Индикаторная диаграмма мотора представляет собой рабочий цикл, а площадь, ограниченная ею (в определенном масштабе),— индикаторную работу цикла. На рис. 16 показаны индикаторные диаграммы рабочего цикла движков. В четырехтактных движках площадь диаграммы, определяющая работу за цикл (рис. 16, а), состоит из площади, соответственной положительной индикаторной работе, приобретенной за такты сжатия и расширения, и площади, соответственной работе газов при осуществлении тактов выпуска и впуска. В поршневых движках на чистку и заполнение затрачивается работа, которая будет отрицательной (рис. 16, б). В комбинированных движках эта работа может быть как отрицательной, так и положительной (рис. 16, г). Работу газов в период газообмена обычно относят к механическим потерям в движке. В двухтактных движках вся площадь индикаторной диаграммы определяет полезную индикаторную работу (рис. 16,6). Чем больше индикаторная работа L/, тем лучше внедрение рабочего объема Vh Цилиндра мотора. Если принять, что на поршень действует некое условное неизменное давление pi, совершающее в течение 1-го хода поршня работу, равную работе Ц газов за цикл, то Li = PiVh Это условное давление р< принято именовать средним индикаторным давлением.

Рис. 16. Индикаторные диаграммы рабочего цикла: а — четырехтактного мотора, б — двухтактного мотора; в — выпуска и впуска четырехтактного мотора; г — выпуска и впуска комбинированного четырехтактного мотора

Среднее индикаторное давление численно равно высоте прямоугольника с основанием, равным рабочему объему Vh, и площадью, равной площади индикаторной диаграммы. Потому что нужная индикаторная работа при данных размерах цилиндра пропорциональна давлению р,-, совершенство рабочего процесса можно оценивать по среднему индикаторному давлению. Чем больше давление р,-, тем больше работа Ц и, как следует, рабочий объем цилиндра употребляется лучше. Наибольшие значения среднего индикаторного давления в разных движках зависят от многих причин: метода смесеобразования; осуществляемого цикла; коэффициента излишка воздуха; заполнения цилиндра и др. Зная среднее индикаторное давление pt (МПа), рабочий объем цилиндра Vh (л), число цилиндров i и частоту вращения п (об/мин) коленчатого вала, можно найти индикаторную мощность (кВт) мотора Ni = ШVhPin/(3(k), где т — тактность мотора, для четырехтактных движков т = 4, для двухтактных движков т = 2. Произведение IVh представляет собой рабочий объем мотора. С повышением Рt и п возврастают индикаторная мощность и степень использования рабочего объема цилиндра. Давление pi можно повысить, улучшив заполнение цилиндра методом роста давления рк. Повышение частоты вращения п ограничено ростом износа главных деталей и разными потерями. Потому частоту вращения выбирают приемущественно зависимо от размеров и предназначения мотора. Движки, которые должны владеть огромным Сроком службы, при условии, что их размеры и масса не имеют огромного значения, как, к примеру, движки, устанавливаемые на электрических станциях и больших судах, делают с малой частотой вращения вала. Транспортные дизеля — жд, тракторные и в особенности авиационные и авто — для обеспечения малой массы и компактности конструкции делают быстроходными. Среднее действенное давление и действенная мощность. Передача индикаторной мощности сопровождается механическими потерями на фланец отбора мощности через поршень, шатун и коленчатый вал вследствие трения поршней и колец о стены цилиндров, трения в подшипниках кривошипно-шатунного механизма. Не считая того, часть индикаторной мощности затрачивается на преодоление аэродинамических утрат, возникающих при вращении и колебании деталей, на приведение в действие механизма газораспределения, топливных, масляных, водяных и продувочных насосов и других вспомогательных устройств мотора. В четырехтактных движках часть индикаторной мощности тратится также на удаление товаров сгорания и наполнения цилиндра свежайшим зарядом. Мощность, соответственная всем этим потерям, именуется мощностью механических утрат NM. В отличие от индикаторной мощности полезную мощность, которую можно получить на валу мотора, именуют действенной мощностью Ne мотора. Действенная мощность меньше индикаторной на величину мощности механических утрат, т. е. Мощность NM, подобающую механическим потерям, и эффективную мощность Ne мотора определяют опытным методом при стендовых и лабораторных испытаниях при помощи особых нагрузочных устройств (динамометров), позволяющих получить вращающий момент Ме(НM). При всем этом сразу определяют частоту вращения коленчатого вала, соединенного с тормозным устройством. Для удобства сопоставления разных движков при оценке эффективности их работы аналогично среднему индикаторному давлению Рt употребляют среднее действенное давление Ре, которое определяют из выражения
(в МПа) Pe = 0,003\4MeT/(IVh).
Тогда действенная мощность может быть найдена по формуле, аналогичной выражению для определения индикаторной мощности: Ne = IVhPen/(30r).
Источник: Дизельная аппаратура