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