Удельный расход топлива

Об экономичности работы двигателя принято судить по расходу топлива. Удельным расходом топлива называют расход в единицу времени, отнесенный к единице мощности двигателя.

Удельный расход топлива (b_е) относится к числу гарантийных параметров двигателя. Значения b_е для дизелей приводятся к стандартной теплоте сгорания топлива 42700 кДж/кг.

Об экономичности большинства ДВС в установках наземного транспорта принято судить не по значению b_e, а по расходу топлива в литрах на 100 км пробега транспортного средства, причем гарантийный расход топлива указывается для определенных условий движения (скорости, состояния дорожного полотна, профиля пути).

Эффективный кпд двигателя

Эффективным КПД (η_et) называется отношение количества теплоты, эквивалентной полезной работе двигателя, к расчетной теплоте сгорания топлива, затраченного на получение этой работы.

Так как полезная работа эквивалентна эффективной мощности Р_е, то η_et=η_mη_it. Данное равенство математически отражает зависимость η_et от степени совершенства рабочего цикла (η_it) и механических потерь в двигателе (η_m). Наряду с удельным расходом топлива величина η_et служит мерой оценки экономичности ДВС. У малооборотных дизелей η_et=0,45 0,39; у среднеоборотных η_et=0,42-0,38, у высокооборотных η_et=0,42-0,31. У ДВС с электроискровым зажиганием этот показатель несколько меньше, чем у дизелей. Значение η_et не является постоянной величиной, так как зависит от нагрузки, приложенной к двигателю, т.е. от отношения фактического значения p_е к его номинальному значению. При увеличении нагрузки на двигатель величина η_et сначала возрастает, при мощности 75—100% от номинальной (у различных ДВС по-разному) достигает максимального значения, а затем падает.

Тепловой баланс двигателя

Под тепловым балансом двигателя понимают равенство между количеством тепловой энергии, выделяемой при сжигании топлива (располагаемая тепловая энергия топлива), и количеством тепловой энергии, представляющей собой сумму отдельных составляющих, которые характеризуют конечное распределение этой энергии в результате работы двигателя.

Если указанная сумма состоит из трех членов, выражающих количество тепловой энергии, эквивалентной индикаторной работе двигателя, количество энергии, унесенной отработавшими газами, и количество тепловой энергии, отведенной в систему охлаждения, то такое равенство называется индикаторным (или внутренним) тепловым балансом двигателя.

Если равенство отражает такое распределение тепловой энергии, при котором в виде отдельного члена выделено количество этой энергии, превращенной в полезную (эффективную) работу двигателя, то такое равенство называется эффективным (или внешним) тепловым балансом (рис.4)

Q_H.C

Рис. 4. Диаграмма эффективного теплового баланса двигателя:

Q — располагаемая тепловая энергия топлива; Q_e—тепловая энергия, превращенная в полезную работу; Q_B— тепловая энергия, унесенная с охлаждающей средой; Q_oг—тепловая энергия, унесенная с отработавшими газами; Q_HC— тепловая энергия, теряемая от неполноты сгорания топлива; Q_ост - остаточная тепловая энергия (сумма всех неучтенных потерь теплоты)

Таблица 3 Структура теплового баланса ДВС

Располагаемая тепловая энергия топлива	Карбюраторные двигатели	Дизели	Газовые двигатели
Всего, %	100	100	100
В том числе, % :
тепловая энергия, превращенная в полезную работу	30-22	45-31	28-18
тепловая энергия, унесенная с отработавшими газами	32-35	25-30	34-40
тепловая энергия, унесенная с охлаждающей средой	30-31	25-29	30-32
остаточная тепловая энергия (излучение и др.)	8-12	5-10	8-10

Структура теплового баланса при работе ДВС с полной нагрузкой приведена в табл. 3. Соотношение отдельных членов теплового баланса изменяется с изменением нагрузки, скоростного режима и других условий работы двигателя.