Technické a ekonomické ukazatele výkonnosti motorů
Jak je známo, мощность — je práce vykonaná za jednotku času. Kromě efektivního výkonu se k hodnocení technické a ekonomické účinnosti motorů používá ukazatel výkonu Ni.
Výkon indikátoru — je výkon vyvinutý plyny ve válcích motoru.
Efektivní výkon méně než ukazatel vzhledem k tomu, že část z něj je vynaložena na překonání mechanických ztrát v motoru:
Mechanické ztráty výkonu Nm zohledňuje vynaložení části výkonu indikátoru na překonání třecího odporu pohyblivých částí a na aktivaci pomocných zařízení motoru – olejového a vodního čerpadla, ventilátoru, generátoru, palivového čerpadla atd.
Mechanická účinnost motoru (účinnost) je poměr efektivního výkonu k indikovanému výkonu:
Při provozu v nominálním režimu, tj. S plně využitím výkonu NE, je účinnost automobilových a traktorových motorů 0,75 . 0,88. Dieselové motory mají nižší účinnost než motory karburátoru, protože vzhledem k vyššímu kompresnímu poměru je spotřeba energie pro tření pohyblivých částí vyšší.
Hmotnost paliva spotřebovaného motorem při určitém zatížení během 1 hodiny se nazývá hodinová spotřeba paliva GT (kg/h). Palivová účinnost různých motorů se odhaduje měrnou spotřebou paliva ge (g/(kW-h)), což je hmotnost paliva v gramech spotřebovaného během 1 hodiny k vytvoření jednotky efektivního výkonu:
Jmenovitá hodnota ge moderních čtyřtaktních karburátorových motorů se pohybuje v rozmezí 280. 300 g/(kW-h) a u vznětových motorů v rozmezí 220. 260 g/(kW-h), tj. vznětové motory jsou úspornější než karburátorové motory díky vyššímu kompresnímu poměru. Čím vyšší je kompresní poměr, tím je motor úspornější.
Použití systému se vstřikováním paliva do sacího potrubí nebo přímo do válce namísto karburátoru u řady moderních benzínových motorů zajišťuje snížení ge ve srovnání s karburátorovými motory. Dvoudobé motory jsou nejméně úsporné, protože jejich válce jsou profukovány hořlavou směsí, v důsledku čehož část odchází s výfukovými plyny. Navíc jsou jejich válce hůře čištěny od spalin.
Účinnost různých motorů se porovnává nejen podle spotřeby paliva, ale také podle výkonu na litr a měrné hmotnosti.
Objem v litrech Nl — je poměr efektivního výkonu Ne k pracovnímu objemu motoru, ukazující, jak efektivně je pracovní objem využit. Čím větší je výkon v litrech za jinak stejných podmínek, tím menší jsou celkové rozměry a hmotnost motoru. U vznětových motorů traktorů Nl = 11…20 kW/l.
Moderní trend ve vývoji automobilových a traktorových motorů se vyznačuje zvýšením jejich plného efektivního a litrového objemu, snížením specifické spotřeby paliva a olejů, snížením spotřeby kovů a toxicity výfukových emisí a zvýšením spolehlivosti a životnosti. To vysvětluje široké používání přeplňovaných vznětových motorů s mezichlazením vzduchu vstupujícího do válců pro zvýšení jejich plnění vzduchem. Mnoho zahraničních benzínových motorů je místo karburátorů vybaveno systémem vstřikování paliva, který pracuje automaticky společně se zapalovacím systémem, což zajišťuje optimální provoz obou systémů, zvýšení výkonu a snížení spotřeby paliva, jakož i snížení toxicity výfukových emisí. Takové „vstřikovací“ motory jsou instalovány i v některých domácích osobních automobilech.
Technické a ekonomické ukazatele motorů se stanovují na speciálních záběhových a brzdných stavech, kde se měří zatížení motoru a frekvence otáčení jeho klikového hřídele. Na základě zatížení (údaj mechanismu měření síly) se určí točivý moment motoru Mvr (Nm) jako součin síly a ramene jejího působení vzhledem k ose otáčení klikového hřídele. Frekvence otáčení tohoto hřídele n (min-1) se měří otáčkoměrem. Efektivní výkon motoru se vypočítá pomocí vzorce:
Technické a ekonomické ukazatele pro různé provozní režimy (otáčky a zatížení) se posuzují na základě charakteristik. Vlastnosti — jedná se o grafické vyjádření závislosti jednoho nebo několika ukazatelů výkonu motoru na jiném nezávislém ukazateli. Charakteristiky jsou konstruovány na základě výsledků zkoušek motoru na brzdovém zkušebním stanovišti.
Motor pracuje nejúčinněji při maximálním výkonu. Otáčky klikového hřídele a točivý moment motoru v tomto režimu se nazývají nominální. Nedostatečné zatížení motoru významně ovlivňuje výkon a palivovou účinnost traktorů a automobilů. Měrná spotřeba paliva se tedy rychle zvyšuje s tím, jak Ne klesá z maximální hodnoty na nulu.
