9.4 Тепловой баланс и определение мощности двигателя
Лишь 20-40% теплоты топлива, введенного в двигатель, используется на полезную работу, остальная же ее часть расходуется на охлаждение, уходит с отработанными газами и т.д.
Как распределяется введенная в двигатель теплота, показывает тепловой баланс, который дает возможность оценить эффективность работы двигателя при различной нагрузке, а также определить мощность двигателя.
Тепловой баланс в общем виде записывают так:
,
или
qe+qw+qг+qн.с.+qост=100%,
где Q - тепловая мощность полного сгорания топлива, кВт/кг;
Qе - тепловая мощность полезной эффективной работы, кВт/кг;
Qw, - потеря тепловой мощности с охлаждением, кВт/кг;
QГ - потеря тепловой мощности с отработавшими газами, кВт/кг;
Qн.с - потеря тепловой мощности от неполного сгорания топлива, кВт/кг;
Qост - остаточные неучтенные потери, кВт/кг;
qe, qw, qг, qн.с, qост - соответствующие составляющие баланса в процентах, например:
.
Из общего выражения теплового баланса следует, что потери мощности на трение не учитываются отдельной статьей баланса. Это объясняется тем, что затрачиваемая на трение мощность преобразуется в тепло, уносимое в основном охлаждающей водой, маслом и в небольшом количестве рассеиваемое в окружающую среду.
Индикаторная мощность четырехтактного двигателя определяется по формуле
, кВт,
где F - площадь поршня, м2;
S -ход поршня, м;
105pi - среднее индикаторное давление, н/м2;
п - число оборотов в секунду;
i - число цилиндров;
Z - число оборотов коленчатого вала, приходящееся на один рабочий ход (для четырехтактных Z = 2, для двухтактных Z = 1).
,
.
, кВт,