logo
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания

2.11 Построение индикаторной диаграммы

Индикаторную диаграмму строим для номинального режима работы двигателя, т.е. при , аналитическим методом.

Масштабы диаграммы: - масштаб хода поршня - масштаб давлений . Определяем приведенные величины, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:

АВ = S / МS , мм (63)

АВ = 86 /1,0 = 86 мм.

ОА = АВ / ( 1) мм (64)

ОА=86 / (9,31) = 10,4 мм.

Определяем максимальную высоту диаграммы ( точка z ): МПа.

.

Определяем ординаты характерных точек:

ра / МР = 0089 / 005 = 1,8 мм

рс / МР = 1,84 / 005 = 36,8 мм ;

рb / МР = 047 / 005 =9,4 мм

рr / МР = 0118 / 005= 2,4 мм

рo / МР = 01 / 005= 2 мм

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом:

а) политропа сжатия

(65)

где ОВ = ОА + АВ мм

ОВ = 10,4 + 86 = 96,4 мм.

Отсюда: МР = ра/ МР (ОВ/ОХ) мм

рХ / МР =1,8( 96,4 /ОХ )13576 мм.

б) политропа расширения

(66)

Отсюда рХ / МР= (рb / МР)(ОВ/ОХ) ,мм

рХ / МР = 9,4(96,4 / ОХ)125 мм.

Результаты расчетов точек политроп сводим табл.2.1.

Таблица 2.1.- Результаты расчетов точек политроп.

№

ОХ,

мм

ОВ/ОХ

Политропа сжатия

Политропа расширения

1

10,4

9,3

20,64

36,8

1,84 (точка с)

16,24

151,4

7,57 (точка z)

2

12,1

8

16,83

30,3

1,52

13,45

126,4

6,32

3

13,8

7

14,04

25,3

1,27

11,39

107,1

5,36

4

19,3

5

8,890

16,0

0,8

7,477

70,3

3,52

5

24,1

4

6,567

11,8

0,59

5,657

53,2

2,66

6

32,1

3

4,444

8,0

0,4

3,948

37,1

1,86

7

48,2

2

2,562

4,6

0,23

2,378

22,4

1,12

8

64,3

1,5

1,734

2,5

0,125

1,66

15,6

0,78

9

96,4

1

1

1,8

0,089 (точка а)

1

9,4 (точка b)

0,47

Теоретическое среднее индикаторное давление:

, (67)

где - площадь диаграммы (aczba), ,что очень близко к величине , полученной в тепловом расчете.

Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходный , то фазы газораспределения необходимо устанавливать с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчете. В связи с этим:

· начало открытия впускного клапана (точка ) устанавливается за до прихода поршня в в. м. т.;

· закрытие ( точка ) - через 46? после прохода поршнем н. м. т.;

· начало открытия выпускного клапана ( точка ) принимается за 46? до прихода поршня в н. м. т.;

· закрытие ( точка ) - через 14? после прохода поршнем в. м. т.;

· учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания =30;

· продолжительность периода задержки воспламенения .

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяем положение точек по формуле для перемещения поршня :

мм , (68)

где отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

(69)

где r = 43мм - радиус кривошипа; =160мм - длина шатуна.

Расчеты ординат точек сведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2. - Результаты расчета ординат точек

Точки

Положение точек

Расстояние точек от в. м. т. , мм

14? до в. м. т.

14

0,038

1,6

14? после в. м. т.

14

0,038

1,6

46? после н. м. т.

134

1,764

75,8

30o до в.м.т.

30

0,168

7,2

23o до в.м.т.

23

0,1

4,3

46? до н. м. т.

134

1,764

75,8

Положение точки определяется из выражения

, МПа (70)

рс = 125 184 = 2,3 МПа

рс / Мр=2,3 / 005 = 46 мм.

Определяем действительное давление сгорания

МПа (71)

МПа

= 6,43 / 005 = 128,6 мм.

Нарастание давления от точки до составляет: где положение точки по горизонтали. Соединяя плавными кривыми точки с , с и далее с и кривой расширения, с и линией выпуска, получаем скруглённую действительную индикаторную диаграмму: