Влияние нагрузки. Изменение среднего индикаторного давления в двигателе с воспламенением от сжатия производится изменением подачи топлива. С увеличением подачи топлива на цикл давление р возрастает, так как общее количество теплоты, выделяющейся при сгорании, увеличивается, температуры цикла повышаются и детали камеры сгорания сильнее нагреваются.
Зависимости индикаторного к. п. д. «I,- двухтактного двигателя ЯАЗ-204 от среднего индикаторного давления p для разных чисел оборотов вала (кривые J, 2 и 3) и четырехтактного двигателя Д-35 при одном числе оборотов (кривая 4) показаны на фиг. 79. С уменьшением давления р при постоянном числе оборотов вала индикаторный к. п. д. -ц. двигателя ЯАЗ-204 резко возрастает. Увеличение индикаторного к. п. д. с ростом числа оборотов вала > при постоянном среднем индикаторном давлении объясняется тем, что с увеличе-нием числа оборотов качество распыливания улучшается и в цилиндре значи-
0,35
Д-35
0,40
0,36 Р,-
кг/спг 11
9, Э Щсч. 180
1JS 1,8p/z/cMt
Фиг. 79. Изменение индикаторного к. п. д. 1/ двигателей ЯАЗ-204 и Д-35 в зависимости от среднего индикаторного давления р,- при разных числах оборотов коленчатого вала:
Фиг. 80. Влияние давления наддува на индикаторные показатели двигателя ЯАЗ-204 (п = 2000 об/мин; полная подача; насос-форсунка 80 мм на цикл).
тельно усиливается вихреобразование. Увеличение к. п. д. "п, при постоянном числе оборотов с уменьшением среднего индикаторного давления связано с тем, что при уменьшении дозы впрыскиваемого топлива процесс сгорания заканчивается ближе к в. м. т. и эффективная степень расширения рабочего тела увеличивается. Кроме того, с уменьшением давления р увеличивается значение « и, следовательно, уменьшается количество трехатомных газов (СО2 и Н2О) в продуктах сгорания, что уменьшает их теплосодержание и, таким образом, улучшает теплоиспользование.
В двигателе Д-35 (фиг. 79, кривая 4) не наблюдается резкого изменения индикаторного к. п. д. в зависимости от нагрузки, так как опережение впрыска не изменяется. Сравнивая изменение индикаторного к. п. д. по нагрузке в двигателе с зажиганием от электрической искры с изменением индикаторного к. п. д. в двигателе с воспламенением от сжатия, следует обратить внимание, что экономичность рабочего цикла при уменьшении нагрузки в перво.м случае ухудшается, а во втором - улучшается. ,
Влияние условий впуска ивы пуск а. Влияние давления продувочного воздуха на индикаторные показатели двухтактного двигателя ЯАЗ-204 показано на фиг. 80. С повышением давления продувочного воздуха среднее индикаторное давление увеличивается, так как при увеличении коэффициента избытка воздуха продолжительность сгорания сокращается и полнота сгорания увеличивается. Отклонение от линейной зависимости среднего индикаторного давления в этом случае объясняется относительно увеличивающимся коэффициентом избытка продувочного воздуха.
При увеличении подачи топлива одновременно с увеличением давления воздуха при сохранении постоянным коэффициента избытка воздуха могут быть получены значительно более высокие средние индикаторные давления. При этом индикаторная экономичность не изменяется, если условия топливоподачи подобраны правильно (непродолжительный впрыск при наивыгоднейшем угле опережения) и достаточно хорошо организовано смесеобразование.
На фиг. 81 показано изменение индикаторного к. п. д. четырехтактных двига-
0,36
о,зг
Р; кг/т г
0.34
Фиг. 81. Изменение индикаторного к. п. д »], четырехтактных двигателей в зависимости от коэффициента избытка воздуха а при различных давлениях наддува (по данным Д. А. Оортнова).
160 НО
Фиг. 82. Влияние отношения противодавления выпуска к давлению впуска Рр1Рк на индикаторные показатели двигателя ЯАЗ-204 (п = 2000 об/мин;
1,65 кг!см\ Рр - переменное; полная подача: насос-форсунка SO мм на цикл).
телей в функции коэффициента избытка воздуха для различных значений давлений наддува. Кривая / относится к одноцилиндровому двигателю при давлениях наддува в пределах от 1,2 до 2 кг/см, кривые 2 и 3 - к другому одноцилиндровому двигателю при давлениях наддува 3 и 6 кг/см. Несовпадение кривых 2 и 3 с кривой / объясняется некоторым различием в конструкции двигателей.
О влияниях противодавления на индикаторные показатели двухтактного двигателя при постоянном давлении на впуске можно судить по фиг. 82. С увеличением противодавления резко снижается среднее индикаторное давление и повышается индикаторный удельный расход топлива вследствие уменьшения количества свежего воздуха, поступающего в цилиндры, обогащения рабочей смеси и ее загрязнения остаточными газами.
В четырехтактных двигателях противодавление менее влияет на индикаторные показатели.
§ 10. ПАРАМЕТРЫ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ РАБОТУ ДВИГАТЕЛЯ Эффективная мощность и механические потери
Некоторая часть индикаторной мощности, развиваемой в цилиндре двигателя, расходуется в самом двигателе и не может быть полезно использована. Эта мощность, затрачиваемая на преодоление различных сопротивлений внутри двигателя, называется мощностью механических потерь. К мощности механических потерь относятся:
1) N„ - мощность, затрачиваемая на трение между деталями двигателя (например, трение поршня и поршневых колец о стенки цилиндра, трение в шатунных и коренных подшипниках, трение в распределительном механизме и пр.);
2) Л - мощность, затрачиваемая на преодоление трения между движущимися деталями и воздухом (например, движение шатунов, вращение !КОленчатого вала и маховика в воздушной среде, разбрызгивание масла в картере);
3) N„ - мощность, затрачиваемая на приведение в действие ряда вспомогательных агрегатов и устройств двигателя, как-то: водяного и масляного насосов; вентилятора для охлаждения радиатора или вентилятора для •обдува цилиндров при воздушном охлаждении, генератора, магнето, топливного насоса и т. п.;
4) /V„ - мощность, расходуемая на насосные потери, т. е. на очистку .и наполнение цилиндра, характеризуемая в четырехтактных двигателях зеличиной Др,.. Как отмечалось выше, при наддуве эта мощность может дать некоторое увеличение индикаторной мощности двигателя. В двухтактных двигателях эта мощность принимается равной нулю;
5) Л/„ - мощность, расходуемая на продувочный агрегат в двухтактном двигателе или на нагнетатель в четырехтактных двигателях с наддувом ют приводного нагнетателя. При этом мощность N„ характеризует не полную затрату энергии на сжатие воздуха, а только часть ее, представляющую необратимые потери.
Таким образом, мощность, затрачиваемая на совершение полезной работы, составляет только часть индикаторной. Эта мощность называется эффективной мощностью Л/.
Если мощность, соответствующую всем потерям в двигателе, обозначить через Л/„, то
N, = N, - N л. с. (161)
.где
= + N, + N, + N, -f- Л/,. (162)
Для того чтобы исключить влияние числа оборотов вала на величину отдельных потерь в двигателе, удобнее пользоваться для выражения их величиной удельной работы, т. е. величиной работы, соответствующей потерям, •отнесенной к 1 рабочего объема цилиндра 1/.
Тогда, соответственно выражая средние давления в кг/см:
Рм Рт +РдРа+Рн-Рп Си (1 63)
Р1 - Рм = Ре кг1см\ (164)
где Рс - среднее эффективное давление, представляющее собой величину условного постоянного давления в цилиндрах двигателя, при котором работа, Произведенная в них за один такт, равнялась бы эффективной работе; иначе давление р представляет собой величину, равную удельной эффективной работе, т. е. эффективной работе,. отнесенной к единице рабочих объемов цилиндров-
