Показатели, характеризующие работу двигателя

Часть индикаторной мощности Р_i двигателя, расходуемая на преодоление различных сопротивлений внутри двигателя и на привод вспомогательных агрегатов (водяного, масляного, топливного насосов и т.п.), называется мощностью механических потерь Р_п; другая часть индикаторной мощности, снимаемой с коленчатого вала двигателя, называется эффективной мощностью Р_в и расходуется на совершение внешней работы, т.е.:

; (1)

По аналогии со средним индикаторным давлением Р_i эффективной мощности Р_е и мощности механических потерь Р_м соответствуют средние удельные давления, определяемые из отношений:

и ,

где Р_е – среднее эффективное давление (в МПа); Р_м – среднее давление механических потерь (в МПа).

В соответствии с формулой (1) мощность механических потерь состоит из следующих мощностей:

мощность Р_м, затрачиваемой на преодоление трения в элементах КШН, на привод вспомогательных агрегатов, а также на преодоление аэродинамического сопротивления движению элементов двигателя;

мощности Р_нас, затрачиваемой на осуществление процессов газообмена;

мощности Р_наг, затрачиваемой на привод нагнетателя или продувочного насоса.

Мощность механических потерь:

или

,

где Р_м', Р_нас и Р_нач – средние давления, соответствующие Р_м', Р_нас, Р_нач.

Относительное уменьшение индикаторной мощности Р_i за счёт мощности механических потерь Р_м оценивается механическое КПД, причём:

.

Численное значение механических потерь Р_м определяются экспериментально и расчётом. Из числа экспериментальных методов определения Р_м наиболее распространены индикаторный метод, метод прокручивания коленчатого вала двигателя и метод выключения цилиндров.

Первый метод определения механических потерь заключается в определении мощности Р_м по разности индикаторной и эффективной мощностей. Индикаторная мощность вычисляется по результатам обработки индикаторной диаграммы, полученной при испытаниях двигателя.

Второй метод определения Р_м основан на прокручивании коленчатого вала двигателя от постороннего источника при выключенном зажигании. Мощность механических потерь определяется затратами энергии на прокручивание коленчатого вала.

Эффективный КПД η_е и удельный эффективный расход топлива g_е.

Эффективная топливная экономичность двигателя оценивается эффективным КПД η_е или удельным эффективным расходом топлива g_e.

Эффективным КПД называется отношение количества теплоты Q_е, преобразованной в эффективную работу W_e, ко всей подведённой теплоте Q_o, т.е.

.

После преобразований полученного выражения окончательно:

Выразив эффективную мощность, получим связь между всеми КПД двигателя:

,

где η_t, η_о, η_м – соответственно термодинамический, относительный и механический КПД двигателя.