Rendimento organico

In un motore a combustione interna si definisce rendimento organico (${\eta }_o$) il rapporto tra la pressione media effettiva e la pressione media indicata:

                                         ${\eta }_o=\frac{pme}{pmi}$

Esso dà una misura delle perdite dovute a:

1. Attrito tra le cinematiche del manovellismo (pistone, perni di biella, perni di banco) e la parete del cilindro;
2. Forze d'inerzia degli organi in movimento (pistone);
3. Potenza spesa per trascinare eventuali organi ausiliari (pompa dell'olio, compressore meccanico, alternatore, ecc...)

Per semplicità si possono analizzare le tre perdite separatamente:

Perdite per attrito

Assumendo ${L_w}^{\prime }$ il lavoro perso per attrito tra i cinematismi, si può in prima approssimazione assumere la seguente relazione:

                                  ${L_w}^{\prime }=K^{\prime }\cdot p_{max}\cdot V_{cil}[J]$

Con:

• $K^{\prime }$, coefficiente dipendente da: coefficiente d'attrito, rapporto biella/manovella, forma del ciclo di lavoro;
• $p_{max}[Pa]$, pressione massima all'interno della camera di combustione;
• $V_{cil}[m^3]$, volume della camera di combustione.

Perdite per forze d'inerzia

Assumendo ${L_w}^{″}$ il lavoro perso per le forze d'inerzia tra i cinematismi, si può in prima approssimazione assumere la seguente relazione:

                                  ${L_w}^{″}=K^{″}\cdot m\cdot u^2[J]$

Con:

• $K^{″}$ coefficiente simile al precedente;
• $m[kg]$ massa degli organi soggetti ad accelerazione;
• $u[m{s}^{-1}]$ velocità media del pistone al ciclo.

Perdite dovute agli organi ausiliari

In prima approssimazione si può assumere che le perdite ${L_w}^{‴}$ per muovere gli organi ausiliari siano proporzionali alla cilindrata del motore:

                               ${L_w}^{‴}=K^{‴}\cdot V_{cil}[J]$

Espressione finale

Tenuto conto delle considerazione di cui sopra, il rendimento organico può essere espresso come:

${\eta }_o=1-\frac{{L_w}^{\prime }+{L_w}^{″}+{L_w}^{‴}}{pmi\cdot V_{cil}}=1-\frac{K^{\prime }{p}_{max}+K^{″}\cdot \frac{m\cdot u^2}{V_{cil}}+K^{‴}}{pmi}$

Fonti

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Voci correlate

• Motore a combustione interna
• Pressione media indicata
• Pressione media effettiva