46. Индикаторные показатели работы двигателей . Среднее индикаторное давление действительного цикла . Его аналитическое выражение для различных типов двигателей .

На практике величину работоспособности двигателя за цикл определяют по среднему индикаторному давлению Pi, равному полезной работе цикла, отнесенной к единице рабочего объема цилиндра

где Wi - полезная работа цикла, Дж(Н м); Vh – рабочий объем цилиндра, м3.

Среднее индикаторное давление — это условно постоянное давление на поршень в течение одного хода поршня, которое совершает работу, равную индикаторной работе газов за весь цикл. Это давление в некотором масштабе выражается высотой pi прямоугольника с площадью А = Ад - Ан и с основанием, равным длине индикаторной диаграммы. Величина pi при нормальном режиме работы двигателя достигает в , бензиновых двигателях 1,2 МПа, в дизелях — 1,0 МПа.

Полезную работу, совершаемую газами в цилиндрах двигателя в единицу времени, называют индикаторной мощностью и обозначают Pi.

Индикаторная работа газов в одном цилиндре за один цикл составляет (Нм)

Время цикла в секундах равно

где n — частота вращения коленчатого вала, оборотов в минуту — тактность двигателя (число ходов поршня за цикл).

Тогда индикаторная мощность одного цилиндра двигателя составит (Вт)

Индикаторная мощность многоцилиндрового двигателя (кВт)

где – i- число цилиндров в двигателе; Vh — объем одного цилиндра, л.

Индикаторный удельный расход топлива представляет собой отношение часового расхода топлива Gr к индикаторной мощности Рi,

Он характеризует экономичность действительного цикла. Величина gi, при номинальном режиме работы двигателя колеблется в пределах 250...340 г/(кВт • ч) — для бензиновых двигателей, 175...230 г/(кВт • ч) — для дизелей.

Индикаторный КПД оценивает степень использования теплоты в действительном рабочем цикле и представляет собой отношение теплоты, превращаемой в индикаторную работу Wt, к теплоте, введенной в цилиндр в результате сгорания топлива.

;

где — индикаторная мощность, кВт; — часовой расход топлива, кг/ч; — теплота сгорания топлива, кДж/кг.

У существующих автотракторных двигателей индикаторный КПД находится в пределах 0,25...0,4 для бензиновых двигателей, 0,38...0,50 для дизелей.

47. Индикаторная мощность двигателя и его определение

Индикаторная мощность двигателя – это работа, которую производят газы давлением на поршень в цилиндре двигателя за единицу времени. Работа A измеряется в килограммометрах, обороты ns – в секунду, мощность Ni – в килограммометрах в секунду, среднее индикаторное давление Pi – в кг/см2, площадь поршня F – в см2, ход поршня S – в м.

Зная среднее индикаторное давление, площадь поршня и число оборотов вала двигателя, можно подсчитать развиваемую индикаторную мощность двигателя.

Средняя сила давления газов на поршень P кг:

F • pi кг.

Работа поршня двухтактного двигателя за один оборот:

A = P • S кг м

Работа в секунду, т.е. мощность, будет равна:

A • ns

Зная из физики, что одна лошадиная сила равна 75 кгм/сек, можно вычислить теоретическую мощность двигателя в лошадиных силах:

Ni л.с.= ,

или

Ni = л.с.,

где D – диаметр цилиндра в см.

Полученная формула указывает, что чем больше обороты, среднее индикаторное давление, площадь и ход поршня, тем большую мощность разовьёт двигатель. Произведение 0,785 D2S – рабочий объём нашего двигателя, который не может превышать величину, установленную для соответствующей категории двигателей.

Отсюда ясно, что влиять на мощность можно только за счёт увеличения числа оборотов двигателя и увеличения среднего индикаторного давления Pi.