Построение индикаторной диаграммы двигателя

После теплового расчета производится построение индикаторной диаграммы

Построение индикаторной диаграммы может осуществляться одним из способов – графическим и аналитическим.

1. При построении индикаторной диаграммы графическим способом ее масштабы рекомендуется выбирать с таким расчетом, чтобы получить высоту диаграммы, равную 1,2…1,7 ее основания (см. приложение2). Для этого на оси абсцисс откладывается отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня.

Отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания, мм:

Масштаб давлений (МПа/мм) рекомендуется выбрать:

m_p = 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,07…0,10.

2. По данным теплового расчета на диаграмме откладываются в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках a,c,z,b,r.

3. Политропы сжатия и расширения строятся аналитическим или графическим методом.

При аналитическом методе вычисления ряда точек политроп для промежуточных объемов P_x (МПа), расположенных между V_c и V_a, производится по уравнению политропы

PVⁿ = const:

- для политропы сжатия

P_x = P_{a ;}

- для политропы расширения

При графическом методе используют наиболее распространенный способ Брауэра

Действительная индикаторная диаграмма отличается от расчетной, так как в реальном двигателе за счет опережения зажигания рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в ВМТ, повышая давление в конце процесса сжатия; процесс видимого сгорания происходит при изменяющемся объеме; действительное давление конца видимого сгорания P_zd = 0,85P_z; открытие выпускного клапана до прихода поршня в ВМТ снижает давление в конце расширения. Положение точки c' зависит от угла опережения зажигания, а положение точки c''ориентировочно определяется по выражению Расстояние точки z_d от оси ординат зависит от жесткости работы двигателя и находится в пределах 10…15^о поворота кривошипа от ВМТ. Положение точки b' определяет угол предварения выпуска, а точку b'' обычно располагают между точками b и a. Для проверки теплового расчета и правильности построения индикаторной диаграммы находят значение P_i, МПа.

Индикаторная диаграмма дизеля строится аналогично индикаторной диаграмме бензинового двигателя. Различие будет только при построении политропы расширения, которую строят из точки z, а не из точки z'

Отрезок z'z для дизелей, работающих по циклу со смешанным подводом теплоты: z'z = OA(r-1).

При построении индикаторной диаграммы аналитическим методом используются полученные в результате теплового расчета значения давлений в характерных точках диаграммы P_a, P_c, P_z, P_b, а также значения показателя политропы n₁ и n₂, степеней e. Следовательно, расчет сводится к определению промежуточных значений политроп сжатия и расширения в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

Определяем условный размер камеры сгорания S_c и S_z:

;

где: S – ход поршня, м;

e - степень сжатия;

Рассчитываем путь поршня S_x при повороте коленчатого вала на каждые 15° или 30° с положения колена вала соответствующего ВМТ по формуле:

Рассчитываем текущее значение отношения Sx/S.

Определяем текущее значение политропы сжатия P_xc в зависимости от угла поворота коленчатого вала j:

Определяем текущее значение политропы расширения P_xz в зависимости от угла поворота коленчатого вала j:

Результаты расчетов сводим в таблицу и по соответствующим точкам строим кривые индикаторной диаграммы.

Строим ось ординат – давление над поршнем и ось абсцисс – ход поршня. На оси абсцисс откладываем в масштабе отрезок равный ходу поршня и отмечаем отрезки Sx/S в этом же масштабе. Для расчетного значения текущей координаты хода поршня от угла поворота коленчатого вала будут соответствовать расчетные значения политроп сжатия и расширения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: