Построение Индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма строится с использованием результатов теплового расчета.

Определяется отрезок АВ в мм, соответствующий рабочему объёму двигателя V_h, по величине равный ходу поршня S в масштабе µ_s= S/AB в мм/мм Масштаб µ_s принимают равным 1,0; 1,5 или 2,0. При этом длина отрезка АВ = S/µ_sдолжна войти в рекомендуемый диапазон 70…100 мм.

Отрезок ОА в мм соответствует объёму камеры сгорания V_c, и определяется из выражения ОА = АВ/(ε - 1).

На оси абсцисс в соответствии с рисунком 1 откладываются отрезки ОА и АВ.

1) ; масштаб .

;

;

;

2) ;

Принимаем

Для политропы сжатия откуда определяется давление в МПа по формулам:

, (1.90)

(1.91)

где p_xи V_x– давление и объём в расчетной точке процесса сжатия;

ОВ – отрезок, соответствующий полному объему цилиндра, мм;

ОХ – абсцисса расчетной точки, мм.

Аналогично для политропы расширения определяется давление в МПа по формулам:

(1.92)

(1.93)

Абцисса расчетной точки ОХ в мм определяется по формуле:

где АХ – перемещение поршня в мм. и определяется по формуле:

где λ – отношение радиуса кривошипа R к длинне шатуна L_ш

α – угол поворота коленчатого вала, град.

Действительное макcимальное давление цикла р_zддля дизельного двигателя в МПа определяется по формуле

(1.94)

Для построения действительной индикаторной диаграммы находятся характерные точки. Давление в точке с", характеризующей момент достижения поршня ВМТ при сгорании, определяется по формуле:

(1.95)

МПа

Точку - момент достижения поршня НМТ в конце расширения –располагают между точками и а. При этом давление в МПа ориентировочно рассчитывается по формуле:

(1.96)

МПа

Положение точки должно соответствовать условию допустимой скорости нарастания давления К_рв МПа/град, которая определяется по формуле:

(1.97)

МПа/град

где на расстояние давления в МПа:

(1.98)

МПа

- угол поворота коленчатого вала в соответствующей точке :

; МПа/град.

:

Положение точки на индикаторной диаграмме определяется по формуле для перемещения поршня АХ при . Поскольку точка не может находиться за пределами индикаторной диаграммы то должно выполняться следующее условие:

(1.99)

мм

Принимаются характерные углы:

угол опережения начала впрыска топлива _в= 20^о.

продолжительность периода задержки воспламенения = 10^о.

Значения фаз газораспределения выбираются либо близкими к значениям современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания, либо из статистического диапазона в соответствии с таблицей 1.12.

Таблица 1.12 – Фазы газораспределения различных двигателей

Принимаем характерные углы:

Далее в соответствии с принятыми значениями угла опережения зажигания или угла опережения впрыска топлива, периодом задержки воспламенения и значениями фаз газораспределения определяют углы поворота коленчатого вала в градусах, соответствующие характерным точкам:

- f -начало впрыска топлива или подача искры α(f) = 360 – α_вили (f) = 360 – α_з;

- с′ - начало видимого сгорания α (c') =360 - α_в+ α_и или α (c') =360 – α_з+ α_и;

- b' – начало открытия выпускного клапана α (b') =540 - α_о.в ;

- r' – начало открытия впускного клапана α (r') =720 - α_о.вп ;

- а" – полное закрытие впускного клапана α (a") =180 + α_з.вп;

- a' – полное закрытие выпускного клапана α (а') = α_з.в .

f:

с′:

b':

r':

а":

a':

Значения либо выбираются по таблице 1.13 близкими к значениям у современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания, либо принимаются =0,270 для дизельных двигателей.

Таблица 1.13 – Величина параметрадвигателя

Двигатель
ЗИЛ-130	0,296

Точку b″ располагают между точками b и а.

Соединение плавными кривыми точек r a′ а a" f c' c" z_дb' b" r' r позволяет получить cкругленную действительную диаграмму. По индикаторной диаграмме для проверки теплового расчета и правильности построения диаграммы определяется среднее индикаторное давление в МПа

(1.100)

МПа

где F_i– площадь скругленной индикаторной диаграммы, мм²:

мм²

Величина р_i, полученная планиметрированием индикаторной диаграммы, не должна отличаться от величины р_i, полученной в тепловом расчете, более чем на 10%.

Полученные данные сведём в таблицу 1.14.

Таблица 1.14 - Расчет политроп сжатия и расширения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: