где - среднее индикаторное давление рабочего цикла;
- рабочий объем цилиндра, в котором за один цикл сгорает единица количества топлива, обеспеченная соответствующим количеством воздуха.
Величина V может быть найдена из характеристического уравнения
Р,ЩуУп-Ш,Т..
.г, 1 поп: iiTk
1,985 (152)
Для газовых двигателей в знаменателе формулы (152) теплотворность-газообразного топлива должна быть отнесена не к 1 при 0° С и 760 мм рт.ст., а к 1 кгмоль, т. е. вместо Я„ должно быть написано 22,4 Я„ ккал/кгмоль.
Вследствие этого для газовых двигателей
Для двухтактных двигателей значения р, и -Цу должны относиться к полезному рабочему объему цилиндра.
Величина -q, зависит от ряда факторов, взаимно связанных между собой. Это затрудняет анализ влияния этих факторов на величину у\.
Как видно из формул (152) и (153), в выражение индикаторного к. п. д..
входят отношение-тр -величина, обратная теплотворности смеси, коэффи-
циент наполнения i\y, среднее индикаторное давление р. и отношение - 1
= -р-, где -удельный вес смеси при давлении и температуре перед, впускными органами двигателя; R - газовая постоянная.
Величина отношения зависит от величины теплотворности стехиометрической горючей смеси -f- и коэффициента избытка воздуха а. Теплого
творность стехиометрической смеси для различных топлив, как было выяснено выше, колеблется очень незначительно. Изменения ее вызывают соответствующие изменения давления р. и практически не оказывают влияния на экономичность цикла. Изменение коэффициента а, т. е. состава горючей смеси, отражается также на величине р. При увеличении а, т. е. обеднении смеси, давление р,- уменьшается, а при уменьшении а, т. е. обогащении смеси, Pi возрастает. Однако при этом уменьшение среднего индикаторного давления Pi происходит медленнее, чем увеличение коэффициента избытка воздуха а. Вследствие этого, а также из-за уменьшения теплоемкости продуктов сгорания при обеднении смеси к. п. д. т],- с увеличением а несколько повышается, а с уменьшением а понижается.
Ухудшение качества сгорания при малых значениях а и увеличение теплоотдачи в стенки вызывают дополнительное снижение к. п. д. t], в области малых а. При коэффициенте а, меньшем единицы, когда увеличения давления уже не происходит, уменьшение а. вызывает соответствующее падение "п. Повышение а сверх некоторого предела в двигателях с внешним •смесеобразованием также может вызывать понижение "п, вследствие потерь, •связанных с уменьшением скорости сгорания.
Коэффициент наполнения уу связан с величиной давления /?,.. В зависимости от изменения отношения - индикаторный к. п. д. может или несколько возрастать или убывать.
Величина /? связана с величинами а. и fi, влияние которых на нее
уже рассмотрено. При всех прочих равных условиях увеличение давления /?,. вследствие повышения степени сжатия, улучшения смесеобразования и более полного сгорания топлива всегда вызывает пропорциональное увеличение к. п д. TQ,..
Давление и температура заряда перед впускными органами или, иныг.н! словами, удельный вес заряда при этих условиях практически не влияют на величину -q,., так как при их изменении происходит соответствующее изменение р,. Таким образом, наддув практически не вызывает изменения величины -п,-. Скоростной режим двигателя влияет на величину коэффициента наполнения г\у, качество сгорания и величину теплоотдачи в стенки в период сгорания и расширения. Происходящее при увеличении числа •оборотов п уменьшение коэффициента t\y, ухудшение качества сгорания и увеличение догорания во время расн)ирения вызывает снижение давления /?, и, следовательно, некоторое понижение индикаторного к. п. д. с увеличением числа оборотов.
Величина индикаторного к. п. д. ti двигателей различных типов при номинальной нагрузке колеблется в довольно широких пределах:
Карбюраторные двигатели ............ 0,25-0,35
Газовые двигатели .................. 0,28-0,33
Двигатели с воспла.менением от сжатия..........• 0,38-0,50
Решая выражения (152) и (153) относительно получаем связь среднего индикаторного давления р с основными параметрами рабочего процесса. Для двигателей жидкого топлива
р, 0,503 T],v ff- (154)
Для газовых двигателей
P.=-lb3i Ti,v . (155)
Выражения (154) и (155) показывают, что величина р. зависит от теплотворности свежей смеси, индикаторного к. п. д. -q,, коэффициента наполнения т\у и удельного веса свежего заряда.
Этими выражениями для определения давления р часто пользуются при ориентировочной оценке влияния на индикаторное давление замены топлива, перехода с одного коэффициента а на другой, увеличения или уменьшения значения т],-, а также при изменении величины f при наддуве, при других условиях окружающей среды или при> подъеме двигателя на высоту.
Параметром, характеризующим экономичность рабочего цикла, является также количество топлива, расходуемого на одну индикаторную силу в час:
в случае жидкого топлива -g. кг1л. с. ч.\
р случае газообразного топлн.ва - м1л, с. ч. (при 0° С к 760 мм рт. ст).
Для газообразного топлива
с;. = 11 Л. с. ч. (160)
Согласно определению понятия индикаторного к. п. д., . ALi 632 632
где 632 ккал - тепловой эквивалент работы 1 л. с. ч.
Следовательно, в случае двигателя, работающего на жидком топливе,
или, подставив выражение по формуле (152), получим
и,=:ШЛ-кг1л.с.ч. (156)
Для газового двигателя
632
или, подставив выражение t[. по формуле (153), получим
у = 7133 м1л. с.ч. (157)
Индикаторный расход как жидкого, так и газообразного топлива, являясь величиной, обратной t\., зависит от тех же факторов, что и Поэтому, не повторяя приведенных выше соображений, следует отметить, что величина или нри одинаковом индикаторном к. п. д. -q, зависит от теплотворности топлива Я,. При сжигании топлива с более высокой теплотворностью при сохранении того же индикаторного к. п. д. или и, уменьшается.
Теплотворность жидкого топлива нефтяного происхождения почти ие изменяется в зависимости от его сорта. Поэтому индикаторный расход достаточно полно характеризует экономичность индикаторного процесса двигателя.
Теплотворность газообразных топлив, наоборот, колеблется в очень широких пределах, вследствие этого индикаторный расход топлива v. не показателен и вместо него обычно подсчитывают расход теплоты на индикаторную силу в час:
Qi = и - Я„ = - ккал/л. с. ч. (158)
"Hi
Индикаторный расход топлива в двигателях жидкого гоплива и индикаторный расход теплоты 9, в газовых двигателях при номинальной нагрузке изменяется в следующих пределах:
Карбюраторные двигатели...........gj = 180 250 г/л. с. ч.
Двигатели с воспламенением от сжатия .... g,= 120 -н 165
Калоризаторные двигатели...........gt - 190 220
Газовые двигатели .............. 9,- = 1900 н- 2300 ккал/л. с. ч.
Величины и при испытании двигателя находят по величине G,ac или V- часового расхода топлива на весь двигатель и величине индикаторной мощности двигателя Л/,.,
