Построение индикаторных диаграмм

Индикаторные диаграммы строятся в координатах p-V .

Построение индикаторной диаграммы двигателя внутреннего сгорания производится на основании теплового расчета.

В начале построения на оси абсцисс откладывают отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе, который в зависимости от величины хода поршня проектируемого двигателя может быть принят 1:1, 1,5:1 или 2:1.

Отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания, определяется из соотношения:

=, (3.10).

Отрезок z’z для дизелей (рис. 3.4) определяется по уравнению.

Z, Z=OA (p-1)=8(1,66−1)=5.28мм, (3.11).

При построении диаграммы рекомендуется выбирать масштабы давлений = 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,07; 0,10 МПа в мм так, чтобы получить высоту диаграммы, равную 1,2…1,7 ее основания.

Затем по данным теплового расчета на диаграмме откладывают в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках а, с, z', z,.

b, r. Точка z для бензинового двигателя соответствует pzT.

Индикаторная диаграмма четырехтактного дизельного двигателя

По наиболее распространенному графическому методу Брауэра политропы сжатия и расширения строят следующим образом.

Из начала координат проводят луч ОК под произвольным углом к оси абсцисс (рекомендуется приинмать = 15…20°). Далее из начала координат проводят лучи ОД и ОЕ под определенными углами и к оси ординат. Эти углы определяют из соотношений.

=°, (3.12).

= = 0.46 = 25°, (3.13).

Политропу сжатия строят с помощью лучей ОК и ОД. Из точки С проводят горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки пересечения — линию под углом 45° к вертикали до пересечения с лучом ОД, а из этой точки — вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс.

Затем из точки С проводят вертикальную линию до пересечения с лучом ОК. Из этой точки пересечения под углом 45?°к вертикали проводим линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки?? вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией. Точка пересечения этих линий будет промежуточной точкой 1 политропы сжатия. Точку 2 находят аналогично, принимая точку 1 за начало построения.

Политропу расширения строят с помощью лучей ОК и ОЕ, начиная от точки Z', аналогично построению политропы сжатия.

Критерием правильности построения политропы расширения является приход ее в ранее нанесенную точку b.

Следует иметь в виду, что построение кривой политропы расширения следует начинать с точки z, а не z.

После построения политропы сжатия и расширения производят скругление индикаторной диаграммы с учетом предварения открытия выпускного клапана, опережения зажигания и скорости нарастания давления, а также наносят линии впуска и выпуска. Для этой цели под осью абсцисс проводят на длине хода поршня S как на диаметре полуокружность радиусом R=S/2. Из геометрического центра Оґ в сторону н.м.т. откладывается отрезок.

O’O'1=, (3.14).

где L — длина шатуна, выбирается из табл. 7 или по прототипу.

Луч О1.С1 проводят под углом Qо =, 30° соответствующим углу опережения зажигания (Qо = 20…30° до в.м.т.), а точку С1 сносят на политропу сжатия, получая точку c1.

Для построения линий очистки и наполнения цилиндра откладывают луч О1?В1 под углом g=66°. Этот угол соответствует углу предварения открытия выпускного клапана или выпускных окон. Затем проводят вертикальную линию до пересечения с политропой расширения (точка b1?).

(3.15).

Из точки b1. проводят линию, определяющую закон изменения давления на участке индикаторной диаграммы (линия b1.s). Линия аs ,.

характеризующая продолжение очистки и наполнения цилиндра, может быть проведена прямой. Следует отметить, что точки s. b1. можно также найти по величине потерянной доли хода поршня y .

as=y.S. (3.16).

Индикаторная диаграмма двухтактных двигателей так же, как и двигателей с наддувом, всегда лежит выше линии атмосферного давления.

В индикаторной диаграмме двигателя с наддувом линия впуска может быть выше линии выпуска.