ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯсти топлива на линии расширения, имеющее обычно место, компенсирует потерю на охлаждение, приближая действительную линию расширения к адиабате. Практически при построении рабочей диаграммы принято рассматривать линию расширения идущей с постоянным показателем. Для хорошо исполненных моделей этот показатель колеблется в пределах 1, 25—1, 30. На величину показателя расширения влияют нагрузка и число оборотов двигателя; с уменьшением нагрузки показатель несколько возрастает, увеличение же числа оборотов уменьшает время соприкосновения газов со стенками, сокращает тем самым теплоотдачу и следовательно уменьшает показатель.
Обратимся к рассмотрению того, как используется двигателем располагаемое количество тепла, введенное топливом. На
Рис. 8.
рис. 8 графически представлено распределение тепла в идеальной машине (слева) и в действительной машине (справа). Из всего располагаемого тепла идеальная машина использует лишь Qr — Q2, где Q2 является потерей, т. к. известное количество тепла необходимо перенести на холодный источник для получения работы тепла (см. Термодинамика). Это использованное идеальной машиной тепло соответствует термическому коэффициенту T]t. В действительной машине имеются еше другие потери, распределение к-рых показано справа.
Большинство этих потерь вследствие охлаждения двигателя водой относится за счет тепла, подлежащего отдаче холодному источнику (потеря 1), и лишь часть тепла уходит в воду за счет возможного термического использования. Так. обр. соответствующая идеальной машине потеря тепла Q 2 распадается в действительной машине на три главные части: 1 — я потеря — в охлаждающую воду (30—35%), 3 — я потеря — в окружающую среду, 4 — я потеря — отходящими газами. Но кроме этих потерь в действительной машине имеются еще следующие: 8 — я потеря — от неполноты горения, 6 — я — от догорания, 5 — я — от замедленной вспышки, 7 — я — вследствие работы вспомогательных механизмов и наконец 9 — я — от работы трения, к-рое в большей части передается охлаждающей цилиндр воде и частью уходит в окружающую среду. Оставшаяся т. о. часть тепла (10 — я) обращается в полезную работу двигателя. В зависимости от распределения тепла в двигателе различают следующие коэффициенты полезного действия: 1 — Термический коэффициент полезного действия rjt. 2 — Индикаторный коэффициент полезного действия гц — отношение тепла, соответствующего действительной работе газов в цилиндре, с учетом действительб.
с. э. т. хх.ных потерь в рабочем цикле, ко всему затраченному теплу. 3 — Относительный коэффициент полезного действия уд — отношение индикаторного коэффициента полезного действия к термическому коэффициенту п. д.
Этот коэффициент полезного действия учитывает потери работы газов действительной машины по отношению к идеальной. 4 — Эффективный коэффициент полезного действия ?]е — отношение количества тепла, обращенного в действительную работу на валу двигателя к затраченному теплу. 5 — Механический коэффициент полезн. действия ут — отношение эффективной работы машины к индикаторной работе. Он характеризует работу трения машины.
Связь между указанными коэффициентами полезного действия следующая:
Чтобы поддерживать соответствие между мощностью, снимаемой с машины, и количеством тепла топлива, преобразуемым в механическую энергию, на каждом двигателе внутреннего сгорания существует система регулирования. Если нагрузка машины зависит только от числа оборотов, как напр. в судовых двигателях, то регулирование количества подаваемого топлива производится от руки машиниста и тем устанавливается. число оборотов и мощность двигателя. В стационарных установках, когда двигатель работает обычно при постоянном числе оборотов, органы регулирования находятся под воздействием автоматического регулятора.
Регулирование двигателей, работающих на газовом или карбюрированном жидком топливе, бывает качественнее, количественное и смешанное. Качественное регулирование состоит в изменении состава рабочей смеси; количественное — в изменении степени наполнения смесью цилиндра при сохранении того же состава ее, и наконец смешанное регулирование представляет собой комбинирование качественного и количественного регулирования. В двигателях, работающих на жидком топливе, при непосредственном впрыскивании его в цилиндр, применяется либо регулирование пропусками подачи топлива либо качественное — изменением количества впрыскиваемого топлива в зависимости от нагрузки; количество засосанного воздуха остается при этом неизменным.
В отношении классификации двигателей, кроме рассмотренного выше разделения двигателей по осуществляемому рабочему циклу и по роду сжигаемого топлива, с конструктивной стороны двигатели различаются: по количеству рабочих полостей — простого действия и двойного действия (когда обе стороны поршня являются рабочими); по количеству цилиндров — одноцилиндровые, двух — и многоцилиндровые; по расположению цилиндров — в ряд или друг за другом по типу тендем, работающих на один кривошипный механизм. Двигатели могут быть: горизонтальные и вертикальные; все разновидности могут быть осуществлены как четырехтактными, так и двухтактными.
