Индикаторные показатели двигателя внутреннего сгорания.

Совершенство тепловых процессов, происходящих в цилиндре реального автомобильного двигателя, оценивают по индикаторным показателям его действительного цикла, совершенство же двигателя в целом, с учетом потерь мощности на трение и привод вспомогательных механизмов, — по его эффективным показателям.

Работа, совершаемая газами в цилиндрах двигателя, называется индикаторной работой. Индикаторная работа газов в одном цилиндре за один цикл называется работой цикла. Она может быть определена с помощью индикаторной диаграммы, построенной по данным теплового расчета двигателя
Действительная и расчетная индикаторная диаграммы четырехтактного двигателя

Площадь, ограниченная контуром a-cz'—zbaрасчетной индикаторной диаграммы Ат, будет в соответствующем масштабе представлять теоретическую индикаторную работу газов в одном цилиндре за цикл. Площадь действительной диаграммы а'—c'—c"—z"—b'—b"—raa' будет состоять из верхней и нижней петель. Площадь Адверхней петли характеризует положительную работу газов за цикл. Границы этой петли не совпадают с расчетными вследствие опережения зажигания или впрыска топлива (с'—с—с"—с'), немгновенного сгорания топлива (с"—z'z"—с" и z"-z-z'"—z") и предварения выпуска (b'—bb"—b').

Уменьшение площади расчетной диаграммы по указанным причинам учитывается с помощью коэффициента полноты диаграммы:

Коэффициент полноты диаграммы

Для автотракторных двигателей   значения коэффициета полноты диаграммы принимают значения  0,93...0,97.

Площадь Ан нижней петли характеризует отрицательную работу Отрицательная работа затрачиваемую на насосные ходы поршня для газообмена в цилиндре. Таким образом, действительная индикаторная работа газов в одном цилиндре за один цикл:

Действительная индикаторная работа газов

На практике величину работоспособности двигателя за цикл определяют по среднему индикаторному давлению Pi, равному полезной работе цикла, отнесенной к единице рабочего объема цилиндра

Индиткаторное давление
где Wi  - полезная работа цикла, Дж(Н м); Vh – рабочий объем цилиндра, м3.

Среднее индикаторное давление — это условно постоянное давление на поршень в течение одного хода поршня, которое совершает работу, равную индикаторной работе газов за весь цикл. Это давление в некотором масштабе выражается высотой pi прямоугольника с площадью А = Ад - Ан и с основанием, равным длине индикаторной диаграммы. Величина pi при нормальном режиме работы двигателя достигает в , бензиновых двигателях 1,2 МПа, в дизелях — 1,0 МПа.

Полезную работу, совершаемую газами в цилиндрах двигателя в единицу времени, называют индикаторной мощностью и обозначают Pi.
Индикаторная работа газов в одном цилиндре за один цикл составляет (Нм)

Индикаторная работа газов

Время цикла в секундах равно

Время цикла

где n — частота вращения коленчатого вала, оборотов в минуту  — тактность двигателя (число ходов поршня за цикл).

Тогда индикаторная мощность одного цилиндра двигателя составит (Вт)

Индикаторная мощность одного цилиндра

Индикаторная мощность многоцилиндрового двигателя (кВт)

Индикаторная мощность многоцилиндрового двигателя

где - число цилиндров в двигателе; Vh — объем одного цилиндра, л.

Индикаторный удельный расход топлива представляет собой отношение часового расхода топлива Gr к индикаторной мощности Рi,

Индикаторный удельный расход топлива

Он характеризует экономичность действительного цикла. Величина gi, при номинальном режиме работы двигателя колеблется в пределах 250...340 г/(кВт • ч) — для бензиновых двигателей, 175...230 г/(кВт • ч) — для дизелей.

Индикаторный КПД оценивает степень использования теплоты в действительном рабочем цикле и представляет собой отношение теплоты, превращаемой в индикаторную работу Wt, к теплоте, введенной в цилиндр в результате сгорания топлива.

Индикаторный КПД;   Индикаторный КПД

где  — индикаторная мощность, кВт;  — часовой расход топлива, кг/ч;  — теплота сгорания топлива, кДж/кг.

У существующих автотракторных двигателей индикаторный КПД находится в пределах 0,25...0,4 для бензиновых двигателей, 0,38...0,50 для дизелей.

Я баннер АдСенса для обычных страниц (не морды сайта), живу в _add.php