Эффективность реальных циклов

Экономичность реальных поршневых ДВС всегда меньше теоретических, рассчитанных по идеальному циклу, где не учитываются потери на трение, гидравлические сопротивления потоку газов в клапанах, неполнота сгорания топлива, изменение состава и теплоемкости рабочей смеси, неадиабатность процессов сжатия и расширения, насосные потери и т. д.

Экономичность реальных двигателей оценивают степенью превращения затраченной теплоты топлива в эффективную работу — так называемым эффективным КПД

,

где L_e — эффективная работа, которая передается внешнему потребителю (работа на валу двигателя); Q_T — теплота, выделяемая при полном сгорании топлива в цилиндре.

Эффективный КПД учитывает не только термодинамические потери цикла, определяемые термическим КПД , но и механические потери на трение, определяемые механическим КПД , и потери внутри двигателя, вызванные необратимостью процессов и несовершенством реального двигателя, определяемые индикаторным КПД .

Индикаторный КПД оценивает величину потерь работы цикла, вызванных теплообменом между стенками цилиндра и рабочим телом, гидравлическими сопротивлениями в клапанах, несовершенством процесса сгорания топлива и пр.:

,

где L_i — работа цикла реального двигателя, равная площади действительной индикаторной диаграммы (индикаторная работа); L_ц — работа цикла идеального двигателя.

В связи с наличием в двигателе узлов трения часть полученной полезной работы цикла расходуется на преодоление в них сил трения (механические потери). Вот почему работа на выходном валу двигателя L_e меньше индикаторной работы цикла на величину механического КПД,определяемого выражением

.

Следует отметить, что механический КПД двигателей, работающих по циклу Тринклера, выше остальных в связи с отсутствием дополнительного компрессора, что и предопределило их широкое применение.

Таким образом, эффективный КПД выражается произведением:

Увеличение эффективного КПД двигателя связано с увеличением каждого из КПД, входящих в формулу.