Вследствие аналогичной связи между величинами N Ри
225TyV„
Рм =
Величиной, характеризующей уменьшение мощности двигателя вследствие потерь в нем, является механический к. п. д., представляющий собой отношение эффективной мощности к индикаторной:
Заменив в уравнении (167) величину Л/ разностью Л, - А/, илн р разностью Pf - р, получим выражение для механического к. п. д.
При работе двигагеля с постоянным числом оборотов п и переменной нагрузкой, что достигается в карбюраторных двигателях изменением положения дроссельной заслонки, а в двигателях с воспламенением от сжатия изменением количества впрыскиваемого в цилиндр топлива, среднее давление механических потерь рпри качественном регулировании почти постоянно, при количественном изменяется вследствие изменения величины р„. При. этом механический к. п. д т, как показывает уравнение (168), как при р = = const, так и при р Ф const с уменьшением давления р,. падает и при холостом ходе, когда р,. = р,, обращается в нуль. Полезная мощность двигателя равна нулю. Вся индикаторная мощность затрачивается иа покрытие механических потерь.
При работе двигателя с переменными оборотами п и с постоянным средним индикаторным давлением р, среднее давление потерь р, также изменяется как вследствие изменения инерционных сил, а следовательно, и трения в двигателе, так и вследствие изменения среднего давления насосных и других потерь. Давление р, с увеличением числа оборотов возрастает, поэтому механический к. п. д. т, как видно из уравнения (168), с увеличением числа оборотов снижается.
Значение т, при номинальном режиме в двигателях различного типа! колеблется в следующих пределах:
Среднее эффективное давление pg и эффективная мощность двигателя связаны между собой так же, как среднее индикаторное давление с индикаторной мощностью Nf (148):
е=-Ш-Л.С. (165)
Среднее эффективное давление Pg при номинальном режиме в кг/см-
Карбюраторные двигатели.................. 5-9
Газовые двигатели..................... 4,0-5,5
Четырехтактные двигатели с воспламенением от сжатия .... 5,3-7,0
То же, с на.чдувом...................... До 20 и
выше
Двухтактные двигатели с воспламенением от сжатия без наддува........................... 3,0-6,3
Эффективный к. п. д. и эффективный удельный расход топлива
Параметрами, характеризующими экономичность работы двигателя, являются эффективный к. п. д. yj и удельный расход топлива иа одну эффективную силу двигателя за 1 час его работы кг/л. с. ч. или м/л. с. ч.
Эффективный к. п. д. представляет собой отношение количества теплоты, обращенной в полезную работу на валу двигателя, к затраченному количеству теплоты
"и
где ЛL-теплота, эквивалентная эффективной работе, полученной при сгорании единицы количества топлива. Вследствие того, что ALg = АРУАРffiyна основании формулы (151) следует, что
Пе=-1мЩг = \и-П (169)
откуда после подстановки выражений (152) и (153) получим; для жидкого топлива
1,985 лВ! 1,985 -1; (170)
для газообразного топлива
в выражениях (170) и (171) величины р и ч] для двухтактных двигателей должны относиться к одному и тому же полезному рабочему объему цилиндра.
При изменении нагрузки двигателя, характеризуемой величиной р, и скоростного режима, характеризуемого минутным числом оборотов п, изменяются величины и t,j, а следовательно, и величина tj.
При постоянном числе оборотов с увеличением давления р механический к. п. д. повышается, а индикаторный к. п. д. ti несколько снижается. Поэтомх величина y\g имеет максимум при некотором давлении Pg в области номинальной нагрузки двигателя. При уменьшении давления р эффективный к. п. д падает и при Pg ~ О (холостой ход) = 0.
При увеличении числа оборотов п коэффициенты "п,. и tj снижаются; следовательно, -ц с увеличением числа оборотов падает.
Эффективный к. п. д. при номинальном режиме имеет следующие значения:
Удельный эффективный расход топлива может быть определен из следующего соотношения:
632 632 .
откуда для жидкого топлива
632 4 3ig 4 P.rv с. ч. (173)
й для газообразного топлива
. = -#-7133/ =7133 ми.с.ч. (174)
Удельный эффективный расход топлива g или v, являясь величиной обратной 1], при « = const имеет минимум при том эффективном давлении при котором "0=Лешах- уменьшении pg удельный эффективный расход топлива g или возрастает и при = О (холостой ход) становится равным бесконечности. При р больше оптимального gg и также увеличиваются.
Удельный эффективный расход топлива при номинальном режиме составляет в г/я с. ч.:
В карбюраторных двигателях................. 220-300
В двигателях с воспламенением от сжатия.......... 150-220
В калоризаториых двигателях................. 250-330
В газовых двигателях величина не показательна, так как сильно зависит от теплотворности газового топлива, поэтому ее часто заменяют удельным расходом теплоты на эффективную лошадиную силу в час
q = v.Hj,-=- ккал/л. с. ч. (175)
В газовых двигателях
= 2800-i-2300 ккал/л. с. ч.
При испытании двигателя для определения g или Vg находят часовой расход топлива ка весь двигатель G - У час " эффективную мощность двигателя Ng.
Тогда
-=-%г
и = -% м/л. с. ч. (177)
§ П. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Влияние средней скорости поршня
Механические потери в двигателях, характеризуемые средним давлением, можно выразить в функции от средней скорости поршня. Опыт показывает, что, несмотря на различный характер изменения отдельных составляющих механических потерь, средняя скорость поршня может служить обобщающим параметром.
На фиг. 83 показано изменение р в карбюраторных автомобильных двигателях в зависимости от средней скорости поршня с,„ при полном откры-
