Различные мощности двигателей внутреннего сгорания

Оглавление: Индикаторная мощность двигателя 🠇 Эффективная мощность 🠇 Литровая мощность двигателя 🠇 Удельная масса двигателя 🠇

В двигателях различают различные мощности. Важным является, в каком месте и в каком рабочем состоянии двигателя будет определяться мощность.

Индикаторная мощность двигателя

Внутренняя мощность двигателя Pi также называется индикаторной мощностью, так как она определяется на основании индикаторной диаграммы. Фактически это мощность, с которой расширяющиеся газы воздействуют на поршень. С помощью среднего давления на поршень можно рассчитать индикаторную мощность двигателя:

ζ — количество цилиндров;
n — частота вращения коленчатого вала;
i — коэффициент: для двухтактного двигателя i = 2; для четырехтактного двигателя i = 0,5.

Данная формула выводится из аксиомы, что мощность является работой за единицу времени.

Эффективная мощность

Полезная мощность или эффективная мощность Р_е является мощностью, которая передается от двигателя через сцепление на коробку передач. Она меньше, чем индикаторная мощность, на величину мощности трения (т.е. мощности, требуемой для преодоления трения в движущихся деталях двигателя). Мощность трения складывается из:

мощности, требуемой для преодоления трения при движении поршня и поршневых колец, а также трения в подшипниках и других частях двигателя;
мощности, требуемой для приведения в действие навесного оборудования, необходимого для работы двигателя (топливные насосы высокого и низкого давления, помпы системы смазки и системы охлаждения, вентилятор системы охлаждения, генератор системы электрооборудования, а также (при наличии) механический нагнетатель наддувочного воздуха).

Эффективная мощность измеряется с помощью динамометрического стенда, иначе именуемого тормозом-замедлителем. Полученные данные измерений зависят от рабочего состояния двигателя.

1. Измерение мощности по стандарту DIN

Мощность двигателя измеряется в его рабочем состоянии, т.е. с фильтром на впуске, системой выпуска отработавших газов и с собственными приводами всего навесного оборудования.

2. Измерение мощности по стандарту SAE

Страной происхождения данного метода измерения считается США (SAE = Society of Automotive Engineers (Общество инженеров автомобильной промышленности)). При измерении согласно старому стандарту SAE получали значения, которые были на 15-20% выше значений по стандарту DIN. Двигатели тестировались без серийных систем впуска и выпуска, а все навесное оборудование приводилось в действия не от двигателя, а посредством внешних источников. Кроме того, карбюратор и система зажигания настраивались для получения максимальной мощности. Согласно новому стандарту SAE двигатель приводится в действие так же, как и по стандарту DIN, с фильтром на впуске, смонтированной системой выпуска отработавших газов и с собственными приводами всего навесного оборудования. Соответственно, значения мощности между измерениями по новому стандарту SAE и по стандарту DIN незначительно различаются за счет несовпадения исходных параметров (например, давления и температуры воздуха) используемой формулы снижения мощности. Значения мощности при измерении по стандарту SAE лишь незначительно меньше, чем значения, измеренные по стандарту DIN.

Литровая мощность двигателя

Под литровой мощностью двигателя понимается отношение эффективной мощности к общему рабочему объему:

Литровая мощность является параметром, характеризующим нагрузку двигателя и его рабочий объем. Большая литровая мощность двигателя означает высокую нагрузку, но небольшой размер двигателя. Если необходимо, чтобы срок службы двигателя был дольше, двигатель должен иметь небольшую литровую мощность двигателя.

Экспериментальные данные:

Низкооборотный большой дизельный двигатель (двухтактный, n = 100 мин⁻¹) — от 1,5 до 3 кВт/л
Среднеоборотный дизельный двигатель (n = 500 мин⁻¹) — от 4,5 до 7,5кВт/л
Высокооборотный дизельный двигатель (n = 1000 мин⁻¹) — от 9,5 до 15 кВт/л
Дизельный двигатель грузового автомобиля — от 13 до 20 кВт/л
Дизельный двигатель грузового автомобиля с наддувом — от 15 до 25 кВт/л
Дизельный двигатель грузового автомобиля с наддувом и охлаждением наддувочного воздуха — от 25 до 40кВт/л
Дизельный двигатель легкового автомобиля — от 20 до 35 кВт/л
Дизельный двигатель легкового автомобиля с наддувом — от 40 до 80кВт/л
Бензиновый двигатель легкового автомобиля — от 35 до 65 кВт/л
Двигатель гоночного автомобиля без наддува — около 120 кВт/л
Двигатель гоночного автомобиля с наддувом — около 450 кВт/л
Двигатель мотоцикла (двух- и четырехтактный) — от 50 до 80 кВт/л

Удельная масса двигателя

Удельная масса двигателя является отношением массы двигателя (полученной в результате взвешивания) к его эффективной мощности. Чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем меньше удельная масса двигателя.