Bilans energetyczny silnika spalinowego Le
Moc użyteczna N =
⋅c
e
τobieg
Równanie mocy silnika spalinowego I rodzaju 30
Czas obiegu
τ
=
⋅
obieg
Ś
L
n[obr / min] τ
rednie ciśnienie indykowane i
p =
i
s
V
τ = ;
2 4
Ś
L
Współczynnik suwowości rednie ciśnienie użyteczne e
p =
e
s
V
L
p ⋅ V ⋅ c ⋅ n
Moc indykowana
e
N
i
=
⋅ c
N
s
=
i
e
⋅
τ
τ
30
obieg
c – liczba cylindrów
Objętość skokowa silnika V = V ⋅ c
ss
s
2
Równanie mocy silnika spalinowego I rodzaju Równanie mocy silnika spalinowego I rodzaju – obliczenia
p ⋅ V ⋅ n
p ⋅ V ⋅ n
N
e
ss
=
N
e
ss
=
e
e
τ
30 ⋅
τ
30 ⋅
N
Ne [W];
pe [Pa];
Vss [m3]; n[obr/min]
e [W];
pe [Pa];
Vss [m3]; n[obr/min]
ω
N = M ⋅
Ne [W]; Me [N·m]; ω [rad/s]
e
e
Dane
1
−
3
π ⋅ n
p = 1 MPa
n = 6000 min
V =1500 cm
e
ss
ω = 30
p ⋅ V
Obliczenie
M
e
ss
=
6
−6
⋅
⋅
⋅
⋅
e
1 10
1500 10
6000
N =
= 75000 W = 75 kW
π
τ
⋅
e
30 ⋅ 4
3
4
Związek między sprawnością ogólną i jednostkowym ω
N = M ⋅
Ne [W]; Me [N·m]; ω [rad/s]
e
e
zużyciem paliwa
π ⋅ n
ω =
m
30
Natężenie przepływu paliwa f
G =
zużywanego przez silnik f
p ⋅ V
τobieg
M
e
ss
=
e
π
τ
⋅
G
Jednostkowe zużycie paliwa f
g =
f
−
N
1⋅106 ⋅1500 ⋅10 6
e
M =
= 119,4 N ⋅ m
e
π ⋅
L
4
Sprawność ogólna e
η
=
e
Q
L
Moc użyteczna e
N =
e
τobieg
5
6
=
⋅
Ciepło dostarczone do obiegu Q
W
m
Równanie mocy silnika spalinowego II rodzaju f
f
m
m
a
a
λ =
=
Po podstawieniach
m
m ⋅ L
a stech
f
t
1
m
m
g =
a
a
η =
=
f
η ⋅
v
W
m
V ⋅ ρ
e
f
t
ss
a
mf
G =
τ
30 ⋅
f
τ
τ
=
obieg
obieg
n
1
g =
f
η ⋅ W
e
f
7
8
Po podstawieniu Bilans cieplny silnika spalinowego
Równanie mocy silnika spalinowego II rodzaju Q = Q + Q
+ Q + Q
e
ex
ch
r
W
η
f
e
p =
⋅
⋅ η ⋅ρ
Q – ciepło doprowadzone do obiegu na skutek spalania paliwa e
v
a
L
λ
Q
t
e = Le – ciepło równoważne pracy użytecznej Q
ex – energia wewnętrzna spalin (bez energii kinetycznej spalin) Qch – ciepło odprowadzone do czynnika chłodzącego Qr – 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 Qch i Qr (promieniowanie).
9
10
Objętościowy wskaźnik mocy Średnia prędkość tłoka
N
1
N
e
=
=
⋅ p ⋅ n
S
1 60
30
l
e
t
c =
suw [s]
τ
= ⋅
=
τ
V
30 ⋅
ss
t
suw
τ
n [obr/min]
suw
2
n
n
Moc tłokowa – wskaźnik obciążenia cieplnego silnika
⋅
c
S n
=
t [m/s];
S [m];
n [obr/min]
N
c
e
1
1
=
⋅
t
p ⋅
⋅ ⋅
30
e
s
V s n
⋅
t
τ
F
30
t
F
V
Ne
1
V = c ⋅ F ⋅ S
= ⋅ p ⋅c
ss
t
F
ss
=
t
e
t
c ⋅S
t
τ
F
N
1
e =
⋅ p ⋅S⋅ n
e
Wskaźnik wysilenia p ⋅
τ
F
30 ⋅
e ct
t
11
12