Тепловий баланс двигуна

Тепловий баланс визначається з метою оцінки ефективності використання тепла, що вводиться в двигун, розробки заходів по покращенню його використання і можливостей утилізації теплових втрат, а також визначення даних для розрахунків системи охолодження.

Загальна кількість тепла, що отримується при згоранні палива у двигуні, Дж/с

Q= Q_е+Q_в +Q_г+Q_н.з+Q_зал, (87)

де Q_е – теплота, еквівалентна ефективній роботі за 1 с, Дж/с;

Q_в – теплота, що передається охолоджуючому середовищу;

Q_г – теплота, що виноситься з відпрацьованими газами, Дж/с;

Q_н.з – теплота, що втрачається через неповноту згорання, Дж/с;

Q_зал – невраховані втрати теплоти, Дж/с.

Загальна кількість тепла (Дж/год), що вводиться в двигун, визначається за формулою:

, (88)

де - нижча теплотворна спроможність палива, Дж/кг;

G_T – витрата палива двигуном за годину, кг/год.

Теплота (Дж/год), еквівалентна ефективній роботі визначається за формулою:

. (89)

Теплота, що втрачається при охолодженні бензинового двигуна визначається емпіричними залежностями

- для бензинових двигунів

, (90)

- для дизелів

, (91)

де с – коефіцієнт пропорціональності, для чотиритактних двигунів с = 0,45…0,53;

m – показник ступеню, для чотиритактних двигунів m = 0,6…0,7;

- неповнота згорання палива для двигунів Дж, працюючих при a<1.

, (92)

Теплота, що втрачається при газообміні:

- бензинового двигуна

, (93)

де - теплоємкість залишкових газів (визначається за додатком В) методом інтерполяції, аналогічно як було розглянуто в п. 2.7);

- теплоємкість свіжого заряду (визначається за формулою з додатку Б).

,

де t₀=Т₀-273=20 °С

- дизеля

, (94)

, теплоємкість залишкових газів дизелів,

де визначається методом інтерполяції за додатком Г аналогічно, як було розглянуто в п. 2.7;

,

де - теплоємкість свіжого заряду (визначається з додатку В).

Витрати тепла через неповноту згорання палива визначаються за формулою:

. (95)

Невраховані втрати тепла:

Q_зал=Q-(Q_е+Q_в+Q_г). (96)

При розрахунку слід враховувати, що Q_зал не може бути від’ємною, у випадку від’ємних чисел слід виконати корегування коефіцієнтами с і m.