Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) нашли широкое применение в подъемно-транспортных, строительных и дорожных машинах. Термодинамический анализ тепловых двигателей позволяет оценить эффективность их работы (к.п.д., полезная мощность и т.д.). Для проведения такого анализа необходимо построить индикаторную диаграмму цикла работы теплового двигателя, с помощью которой наглядно можно представить процессы, протекающие в ДВС и оценить факторы, влияющие на эффективность его работы.
Согласно определению, среднее индикаторное давление (Па) равно отношению индикаторной работы газов за цикл к единице рабочего объема цилиндра , т.е.
=
Индикаторная мощность (кВт) двигателя называется работа, совершаемая газами в цилиндре двигателя за единицу времени, т.е.
Где: – среднее индикаторное давление, Па; - рабочий объем цилиндра, м3; – частота вращения коленчатого вала, об/с; – тактность двигателя; – число цилиндров
Рабочий объем цилиндра
Где: – диаметр цилиндра, м; – ход поршня, м
Если известны степень сжатия и объем камеры сгорания , то рабочий объем цилиндра можно определить
Степень сжатия равна отношению объему цилиндра к объему камеры сгорания
= = ( = () +1
Эффективная мощность двигателя – это мощность, снимаемая с коленчатого вала для получения полезной работы. Эффективная мощность меньше индикаторной мощности на величину мощности механических потерь
Механические потери в двигатели оцениваются механическим к.п.д.
)
Эффективная мощность двигателя аналогично индикаторной мощности можно выразить через среднее эффективное давление
Среднее эффективное давление равно разности между средним индикаторным давлением и средним давлением механических потерь
=
Индикаторный к.п.д. и удельный индикаторный расход топлива являются показателем экономичности рабочего цикла двигателя
Где: – расход топлива, кг/с; – низшая теплота сгорания топлива кДж/кг
Эффективный к.п.д. и удельный эффективный расход топлива оценивает в целом экономичность работы двигателя.
Эффективный к.п.д. оценивает степень использования теплоты топлива с учетом всех видов потерь и представляет собой
Другая форма записи
Удельный эффективный расход топлива (кг/кВт
Расход воздуха (кг/с), проходящий через двигатель
=2
Где: - рабочий объем цилиндра, м3; – коэффициент наполнения цилиндра; – частота вращения коленчатого вала, об/с; – число цилиндров; - плотность воздуха кг/м3; –тактность двигателя.