Контрольні питання

1. Яку потужність ДВЗ називають індикаторною?

2. Яку потужність ДВЗ називають ефективною?

3. Які існують методи визначення індикаторної потужності?

4. В чому полягає визначення індикаторної потужності методом відключення циліндрів двигуна?

5. Які елементи входять до складу випробувального стенду?

6. За якими формулами визначаються середній індикаторний та середній ефективний тиск?

7. Що характеризує питома індикаторна та питома ефективна витрата палива, їх розмірність?

8. Дайте визначення механічного ККД двигуна.

9. Дайте визначення індикаторного ККД двигуна.

10. Дайте визначення ефективного ККД двигуна.

Лабораторна робота 4

Визначення механічних втрат у двигуні

Мета роботи - визначення потужності механічних втрат та механічного ККД двигуна, тобто визначення залежності механічних втрат та механічного ККД від швидкісного режиму роботи двигуна, які визначаються частотою обертання колінчастого вала, та від зовнішнього навантаження, яке характеризується величиною максимального тиску робочого тіла у циліндрі двигуна.

Основні теоретичні відомості

Досконалість двигуна внутрішнього згоряння в значній мірі залежить від величини потужності, яка витрачається на подолання сил тертя в його елементах, гідравлічних опорів у газоповітряному тракті, на привід допоміжних агрегатів та ін. Ця частина потужності має назву потужності механічних втрат.

Частина індикаторної потужності N_і витрачається на подолання тертя та привід допоміжних агрегатів. На трансмісію передається ефективна потужність N_е, яка визначається як різниця індикаторної потужності та потужності механічних втрат:

Механічні втрати умовно поділяють на дві групи: втрати, пов'язані з подоланням сил тертя, та втрати, пов'язані з приводом допоміжних агрегатів. Дослідом встановлено, що втрати на тертя складають 70% від усіх механічних втрат, з них 50% іде на подолання тертя поршнів та поршневих кілець по стінках циліндрів. Одним з визначаючих факторів сил тертя у циліндрово-поршневій групі є середня швидкість поршня, яка на основі дослідних даних встановлюється:

- для бензинових двигунів V_cр.п = 8-18 м/с;

- для дизелів V_{ср п} = 5-9 м/с.

На практиці застосовують два основних способи визначення потужності механічних втрат:

1. Визначення N_m як різниці індикаторної та ефективної потужностей

2. Прокрутка колінчастого вала двигуна від стороннього джерела енергії (електромотора).

Використання цього методу можливе при наявності балансирного електричного гальма, що працює у цьому випадку в режимі електродвигуна. При цьому робиться припущення, що потужність, яка витрачається на прокручування колінчастого вала двигуна, дорівнює потужності його механічних втрат.

Прокручування двигуна виконується з вимкненим запалюванням для бензинових двигунів і без подачі палива в циліндри для дизельних двигунів. Так як температурний стан деталей двигуна, що труться, суттєво впливає на величину механічних втрат, визначати механічні втрати цим методом можна тільки після попередньою прогріву двигуна до робочого теплового стану. Крім цього, зменшення навантаження на деталі кривошипно-шатунного механізму при прокручуванні, порівняно з роботою двигуна під навантаженням, зменшує величину механічних втрат. Всі ці особливості врахувати точно неможливо. Тому визначення N_m методом прокручування має приблизний характер. Найчастіше величина механічних втрат, що визначена таким чином, має завищене значення. Потужність механічних втрат (кВт) визначається за формулою:

, [кВт]

де Р - показання вагового механізму гальма, Н; n - частота обертання колінчастого вала, об/хв; k - стала гальма, що залежить від довжини плеча гальма, при l = 0,7162, k = 1360.

Для оцінки механічних втрат не в абсолютних, а у відносних величинах користуються механічним ККД:

; .