1.10 Оценка надежности проектируемого двигателя

При проектировании двигателя ориентировочная оценка надежности двигателя может быть осуществлена определением следующих критериев:

- Б.Я Гинцбурга

, (2.75)

кВт / см.

где N_e – номинальная мощность, кВт;

i – число цилиндров;

D – диаметр цилиндра, см;

-А.К.Костина

(2.76)

где v_П.СР – средняя скорость поршня, м/с;

р_е – среднее эффективное давление, МПа;

g_e – удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт·ч);

D – диаметр цилиндра, дм;

p_k и T_k – давление, МПа, и температура, К, на впуске;

η_V – коэффициент наполнения.

1.11 Тепловой баланс двигателя

Для определения характера теплоиспользования и путей его улучшения при расчете двигателя необходимо определить составляющие теплового баланса.

1.11.1 Уравнение теплового баланса имеет вид:

(2.77)

где Q_o – общее количество теплоты, введённое в цилиндр, Дж/с;

Q_e – теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя, Дж/с;

Q_охл – теплота, отданная окружающей среде, Дж/с;

Q_r – теплота, уносимая из двигателя с отработавшими газами, Дж/с;

Q_н.с – теплота, потерянная при неполном сгорании топлива, Дж/с;

Q_ост – неучтённые потери теплоты, Дж/с.

1.11.2 Общее количество теплоты

Общее количество теплоты в Дж/с определяется по формуле:

, (2.78)

1.11.3 Теплота, эквивалентная эффективной работе

Теплота , эквивалентная эффективной работе, в Дж/с определяется по формуле

, (2.79)

1.11.4 Теплота, отданная охлаждающей среде

Теплота , отданная окружающей среде, в Дж/с определяется по формулам:

при жидкостном охлаждении:

- дизельных двигателей

, (2.80)

где D – диаметр цилиндра, см;

с – коэффициент пропорциональности, который принимается из интервала с = 0,45…0,53;

m – показатель степени, который принимается из интервала m = 0,6…0,7;

Теплота , унесённая из двигателя с отработавшими газами, в Дж/с определяется по формуле

, (2.81)

где t_r – температура остаточных газов, ^оС; .

– теплоёмкость остаточных газов в кДж/(кмоль·град), которую можно определить по формуле (2.28) при подстановке в данную формулу значения температуры остаточных газов t_r;

– теплоёмкость свежего заряда в кДж/(кмоль·град), которую можно определить по формуле (2.26) при подстановке в данную формулу значения температуры t_o = 20 ⁰C.

Теплота , потерянная при неполном сгорании топлива, в Дж/с определяется по формуле

, (2.82)

Неучтённые потери теплоты в Дж/с определяются по формуле

, (2.83)

Если значение ( < 0), то необходимо пересчитать величину , уменьшив значения коэффициента с и (или) показателя m.

Тепловой баланс определяется также в процентах от всего количества введённой теплоты по следующим формулам:

, (2.84)

, (2.85)

, (2.86)

, (2.87)

. (2.88)

Очевидно, что должно выполняться условие

(2.89)

Рассчитанные значения составляющих теплового баланса необходимо сравнить со значениями у современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания, представленных в таблице 1.10.

Таблица 1.10 – Значения составляющих теплового баланса в процентах

Тип двигателя	Составляющие теплового баланса в процентах
Дизельный без наддува	25…42	15…35	25…45	0	2…5
Проектируемый	33,01	33,36	28,66	0	4,97