Построение индикаторной диаграммы.

Индикаторная диаграмма должна быть построена в координатах давление p , МПа; объем V , м³ . Нижняя часть диаграмм в увеличенном масштабе р на рис. 1 и 2 дана для лучшего понимания процессов, ее строить не надо. Рабочий объем цилиндра V_h откладывают по оси абсцисс в мм. численно равным ходу поршня S. Тогда объем камеры сгорания в миллиметрах будет:

, мм

Рекомендуется принимать масштаб давления р в 1 МПа – 30-40мм. По оси давлений откладывают р₀ и проводят прямую, параллельную оси объемов. Затем наносят характерные точки расчетной диаграммы, которые рекомендуется обозначить r, a, c, z, z,^/ в.

Промежуточные точки р_х политроп сжатия и расширения (6…8 точек) определяют по уравнениям политроп, заменив в них отношения объемов отношением отрезков, в масштабе выражающих объемы:

· Для политропы сжатия:

, мм

· Для политропы расширения:

, мм

Значение V_x принимают произвольно, но так, чтобы интервалы между этими значениями уменьшались по мере приближения к объему V_c для более точного построения кривых политроп сжатия и расширения.

Следует учитывать, что положение т. а –конца впуска у двигателей с наддувом выше, чем т.а у атмосферных двигателей, поскольку p_к > p_а. Таким образом, кривая впуска r-a лежит у них выше, чем линия р₀ и выше, чем кривая выпуска в-r (рис.2)

При размещении т. z и z^/на диаграмме учитывают, что процесс сгорания в бензинивом двигателе происходит при постоянном объёме, т. е. V=const и, следовательно т. z имеет координаты V_с =V_z и p_z . У дизелей процесс сгорания происходит по смешанному циклу сначала при V=const, а затем при р=const. Поэтому на индикаторной диаграмме ставят сначала промежуточную т. z - конец видимого сгорания с координатами V_с и р_z , а затем т. z^/ - конец предварительного расширения с координатами p_z и V_z (рис. 2) . Объём V_z находят через степень предварительного расширения

После нанесения расчетных точек на диаграмму их соединяют плавными кривыми, характеризующими политропные процессы сжатия и расширения. Линии, характеризующие процессы впуска и выпуска, проводят условно, по возможности ближе к линии давления р₀ (для атмосферных двигателей). Расчетную диаграмму выполняют тонкими линиями. В связи с тем, что в двигателях сгорание рабочей смеси происходит с конечными скоростями и протекание процессов зависит от опережения впрыска (опережения зажигания в бензиновых двигателях), опережения впуска и выпуска газов (табл. 11) и других факторов, наблюдается плавный переход от одного процесса в другой. Учитывая это, для получения действительной индикаторной диаграммы, выполняют скругление расчетной диаграммы.

Начало скругления в конце сжатия т.с^/ определяется углом опережения зажигания (по прототипу), а положение т.с^// (конец сжатия) может быть определено, приняв, =(1,15…1,25)р_с. Действительное давление газов в конце видимого сгорания в бензиновом двигателе принимают =0,85p_z. От точки с^// процесс сгорания изображают прямой, наклоненной под углом 1…2˚ от вертикали. В конце прямой на уровне давления выполняют скругление и точка z оказывается смещенной на 8-12˚ по углу поворота коленчатого вала двигателя. Начало скругления на выпуске (точка в^/) выполняют с момента открытия выпускного клапана, а точку в^// располагают в момент закрытия выпускного клапана (берут по прототипу).

В четырехтактном цикле дизеля (см. рис.2) точка c^/ является началом видимого сгорания и положение её определяют по углу опережения впрыска топлива. Конец скругления (точка c^//) можно найти, приняв =(1,15…1,20)р_с. Наклон линии сгорания выполняют так, чтобы не было слияния с вертикальной линией cz. В ряде случаев это не удается выполнить (при очень малых значениях V) и линию сгорания проводят по линии cz. Скругление на индикаторной диаграмме z – z^/ должно быть таким, чтобы явно был выражен подвод тепла при постоянном давлении. Скругление на выпуске выполняют таким же, как для бензинового двигателя.

На индикаторной диаграмме двигателя следует нанести точки открытия и закрытия клапанов и построить круговую диаграмму фаз газораспределения (см. табл. 11). Диаграмму фаз газораспределения выполняют в виде двух концентрических окружностей, на одной из которых показывают начало и конец впуска (в градусах φ пкв), а на другой – выпуска. Размещают диаграмму фаз газораспределения на свободном поле около индикаторной диаграммы.

Для проверки правильности расчетов и построения индикаторной диаграммы по ней определяется среднее индикаторное давление:

, МПа

где F_i – площадь индикаторной диаграммы, мм²- определяют

планиметрированием;

l – длина диаграммы (мм) равная рабочему объему цилиндра V_h (мм);

μ_р – масштаб давления, МПа/мм.

Полученное значение p_i не должно от расчетного более чем на 0,025 МПа, то есть порядка 3%.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: