Rendimento organico

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

                                         ${\displaystyle \eta _{o}={\frac {pme}{pmi}}}$

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:

Assumendo ${\displaystyle L_{w}'}$ il lavoro perso per attrito tra i cinematismi, si può in prima approssimazione assumere la seguente relazione:

                                  ${\displaystyle L_{w}'=K'\cdot p_{max}\cdot V_{cil}\quad [J]}$

Con:

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

Assumendo ${\displaystyle L_{w}''}$ il lavoro perso per le forze d'inerzia tra i cinematismi, si può in prima approssimazione assumere la seguente relazione:

                                  ${\displaystyle L_{w}''=K''\cdot m\cdot u^{2}\quad [J]}$

Con:

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

In prima approssimazione si può assumere che le perdite ${\displaystyle L_{w}'''}$ per muovere gli organi ausiliari siano proporzionali alla cilindrata del motore:

                               ${\displaystyle L_{w}'''=K'''\cdot V_{cil}\quad [J]}$

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

${\displaystyle \eta _{o}=1-{\frac {L_{w}'+L_{w}''+L_{w}'''}{pmi\cdot V_{cil}}}=1-{\frac {K'\,p_{max}+K''\cdot {\frac {m\cdot u^{2}}{V_{cil}}}+K'''}{pmi}}}$

• Giancarlo Ferrari, Motori a combustione interna, IL Capitello, 2008, ISBN 978-88-426-7022-3.

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

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