Bilans energetyczny silnika spalinowego
Równanie mocy silnika spalinowego I rodzaju
Średnie ciśnienie indykowane
s
i
i
V
L
p
=
Średnie ciśnienie użyteczne
s
e
e
V
L
p
=
Moc indykowana
c
τ
L
N
obieg
i
i
⋅
=
c – liczba cylindrów
2
Moc użyteczna
c
τ
L
N
obieg
e
e
⋅
=
Czas obiegu
[
]
τ
min
/
obr
n
30
τ
obieg
⋅
=
Współczynnik suwowości
4
;
2
τ
=
τ
30
n
c
V
p
N
s
e
e
⋅
⋅
⋅
⋅
=
Objętość skokowa silnika
c
V
V
s
ss
⋅
=
3
Równanie mocy silnika spalinowego I rodzaju
τ
30
n
V
p
N
ss
e
e
⋅
⋅
⋅
=
N
e
[W];
p
e
[Pa];
V
ss
[m
3
]; n[obr/min]
ω
M
N
e
e
⋅
=
Ne [W]; Me [N·m]; ω [rad/s]
30
n
π
ω
⋅
=
τ
π
V
p
M
ss
e
e
⋅
⋅
=
4
Równanie mocy silnika spalinowego I rodzaju – obliczenia
τ
30
n
V
p
N
ss
e
e
⋅
⋅
⋅
=
N
e
[W];
p
e
[Pa];
V
ss
[m
3
]; n[obr/min]
Dane
MPa
1
p
e
=
1
min
6000
n
−
=
3
ss
cm
1500
V
=
Obliczenie
kW
75
W
75000
4
30
6000
10
1500
10
1
N
6
6
e
=
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
−
5
ω
M
N
e
e
⋅
=
Ne [W]; Me [N·m]; ω [rad/s]
30
n
π
ω
⋅
=
τ
π
V
p
M
ss
e
e
⋅
⋅
=
m
N
4
,
119
4
10
1500
10
1
M
6
6
e
⋅
=
⋅
π
⋅
⋅
⋅
=
−
6
Związek między sprawnością ogólną i jednostkowym
zużyciem paliwa
Natężenie przepływu paliwa
zużywanego przez silnik
obieg
f
f
m
G
τ
=
Jednostkowe zużycie paliwa
e
f
f
N
G
g
=
Sprawność ogólna
Q
L
η
e
e
=
Moc użyteczna
obieg
e
e
τ
L
N
=
7
Ciepło dostarczone do obiegu
f
f
m
W
Q
⋅
=
Po podstawieniach
f
e
f
W
1
g
⋅
η
=
8
Równanie mocy silnika spalinowego II rodzaju
t
f
a
stech
a
a
L
m
m
m
m
⋅
=
=
λ
a
ss
a
t
a
v
V
m
m
m
ρ
⋅
=
=
η
obieg
f
f
m
G
τ
=
n
τ
30
τ
obieg
⋅
=
f
e
f
W
1
g
⋅
η
=
9
Po podstawieniu
Równanie mocy silnika spalinowego II rodzaju
a
v
e
t
f
e
L
W
p
ρ
⋅
η
⋅
λ
η
⋅
=
10
Bilans cieplny silnika spalinowego
r
ch
ex
e
Q
Q
Q
Q
Q
+
+
+
=
Q – ciepło doprowadzone do obiegu na skutek spalania paliwa
Q
e
= L
e
– ciepło równoważne pracy użytecznej
Q
ex
– energia wewnętrzna spalin (bez energii kinetycznej spalin)
Q
ch
– ciepło odprowadzone do czynnika chłodzącego
Q
r
– reszta:
–
energia wypromieniowywana
–
energia równoważna napędowi osprzętu
–
energia równoważna energii kinetycznej spalin
–
energia tracona na skutek spalania niecałkowitego
i niezupełnego
Praca tarcia jest zawarta w Q
ch
i Q
r
(promieniowanie).
11
Objętościowy wskaźnik mocy
n
p
τ
30
1
V
N
N
e
ss
e
l
⋅
⋅
⋅
=
=
Moc tłokowa – wskaźnik obciążenia cieplnego silnika
t
ss
e
t
e
F
1
n
V
p
τ
30
1
F
N
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
S
F
c
V
t
ss
⋅
⋅
=
S
c
V
F
ss
t
⋅
=
n
S
p
τ
30
1
F
N
e
t
e
⋅
⋅
⋅
⋅
=
12
Średnia prędkość tłoka
suw
t
τ
S
c
=
n
30
n
60
2
1
τ
suw
=
⋅
=
t
suw
[s]
n [obr/min]
30
n
S
c
t
⋅
=
c
t
[m/s];
S [m];
n [obr/min]
t
e
t
e
c
p
τ
1
F
N
⋅
⋅
=
Wskaźnik wysilenia
t
e
c
p
⋅