Механический кпд двигателей различного типа

Тип двигателя	ηм
бензиновые двигатели	0,75–0,92
четырехтактные дизели без наддува	0,70–0,82
четырехтактные дизели с наддувом (без учета потерь мощности на нагнетатель)	0,80–0,90
двухтактные быстроходные дизели	0,70–0,85
газовые двигатели	0,75–0,85

6. Определяется эффективный КПД, который характеризует экономичность работы двигателя и представляет собой отношение количества теплоты, эквивалентной полезной работе на валу двигателя, к общему количеству теплоты, внесенной в двигатель с топливом. Этот показатель характеризует степень использования теплоты топлива в двигателе с учетом всех потерь – тепловых и механических.

Эффективный КПД может быть определен по формуле

.

(10.12)

Значения эффективного КПД для различных типов двигателей при работе их на номинальном режиме приведены в табл. 10.4.

Таблица 10.4

Эффективный кпд двигателей различного типа

Тип двигателя	ηe
бензиновые двигатели	0,25–0,38
дизели без наддува	0,35–0,42
дизели с наддувом	0,38–0,43

Более высокие значения эффективного КПД у дизелей по сравнению с бензиновыми двигателями объясняются более полным сгоранием в дизелях топлива, вследствие более высоких значений коэффициента расхода воздуха.

7. Эффективный удельный расход топлива также является характеристикой экономичности работы двигателя.

Эффективный удельный расход жидкого топлива определяется по формуле, г/(кВт·ч)

.

(10.13)

Эффективный удельный расход газового топлива, м³/(кВт·ч)

,

(10.14)

а удельный расход теплоты на единицу эффективной мощности, МДж/(кВт·ч)

.

(10.15)

Значения эффективного удельного расхода топлива для различных типов автомобильных и тракторных двигателей при их номинальной нагрузке приведены в табл. 10.5.

Таблица 10.5

Эффективный удельный расход топлива двигателей внутреннего сгорания

Тип двигателя	ge, г/(кВт·ч)
двигатели с электронным впрыском топлива	200–290
карбюраторные двигатели	230–310
дизели с неразделенными камерами	200–235
вихрекамерные и предкамерные дизели	220–260
газовые двигатели [удельный расход теплоты qe, МДж/(кВт·ч)]	12–17

11. Расчет основных параметров цилиндра и двигателя

Если задана эффективная мощность двигателя и выбрана величина S/D (или принят ход поршня), то можно определить основные конструктивные параметры двигателя.

1. По эффективной мощности N_e, частоте вращения коленчатого вала n и эффективному давлению p_e определяется литраж двигателя, л

,

(11.1)

где τ – число тактов в одном цикле работы двигателя.

2. Определяется рабочий объем одного цилиндра, л

,

(11.2)

где i – число цилиндров в двигателе.

3. Диаметр цилиндра может быть определен следующими способами, мм:

– для случая, когда при расчете эффективных показателей двигателя произведено сравнение отношения S/D и 1 (принято) и предварительно принят ход поршня S,

;

(11.3)

– для случая, когда при расчете эффективных показателей двигателя выбрана величина S/D и значение средней скорости поршня v_п.ср,

,

(11.4)

и, уже при известном диаметре поршня, определяется ход поршня, мм

.

(11.5)

4. После округления полученных расчетных значений диаметра и хода поршня до целых чисел, нуля или пяти производится уточнение параметров и показателей двигателя в соответствии с принятыми (округленными) значениями диаметра цилиндра и хода поршня:

^{– площадь поршня, см2}

;

(11.6)

– литраж двигателя, л

;

(11.7)

– эффективная мощность двигателя, кВт

;

(11.8)

– литровая мощность двигателя, кВт/л

;

(11.9)

– эффективный крутящий момент, Н·м

;

(11.10)

– часовой расход топлива, кг/ч

;

(11.11)

– средняя скорость поршня, м/с

,

(11.12)

где n_N – частота вращения коленчатого вала на режиме номинальной мощности, мин^–1.

При расхождении между ранее принятой величиной v_п.ср и уточненной более 3–4 % необходимо пересчитать эффективные показатели двигателя.