Расчет и построение индикаторной диаграммы.

Расчитаем давления и температуры газа в табличной форме для тактов сжатия (р_г.с и Т_г.с) и рабочего хода (р_г.р и Т_г.р), задаваясь значениями угла j.

Порядок расчета следующий:

Рассчитаем значения объема надпоршневой полости цилиндра при заданных величинах угла j по формуле:

V_j = 0,5V_s{2/(e_г-1)+[1-соsj + 0,25l_ш(1-cos2j)]}

где: V_s=pD²S/4 - рабочий объём цилиндра, м³, V_s=0,0082, м³

l_ш=R/L - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.l_ш= 0,257.

V_c = V_s/(e_г-1) = V_а/e - объём камеры сжатия, м³;V_c =0,00071 м³.

V_z = rV_с - объем цилиндра в конце процесса сгорания, м³;V_z =0,00093 м³

V_b - объем цилиндра в момент открытия выпускных органов, м³;

V_а - объем цилиндра в момент начала сжатия, м³;

V_п = V_с+V_s - полный объем цилиндра, м³.V_п =0,0089, м³

Для четырехтактных дизелей полагают, что e_г = e = e_b(а), процесс сжатия начинается в НМТ, и поэтому принимают j_b = j_a = 180 град и соответственно V_b=V_a = V_п = V_c + V_s.

Рассчитаем значения отношения объема цилиндра к объему камеры сжатия по формуле:

e_j =V_j/V_c.

Давление на такте сжатия рассчитывается по уравнению:

р_г.с = р_а(V_a/V_j) = р_а (e/e_j) , МПа.

Давление на такте рабочий ход р_г.р расчитывается по следующему уравнению:

р_г.р = р_z(V_z/V_j) = p_z(r/e_j) МПа.

Расчет температуры газов в процессах сжатия, сгорания и расширения выполняют по уравнению:

Т_г.с(р) =1000 p_r.c(р)V_j/(G_rR) К,

где R=0,287 кДж/(кг К) - газовая постоянная процессе сжатия

R= 0,3 кДж/(кг К) - в процессах сгорания и расширения;

G_r - масса газа в цилиндре, кг.

b_z - коэффициент молекулярного изменения.

В процессе сжатия G_r = G_а, а в процессах сгорания и расширения G_r = G_аb_z.

Результаты расчёта индикаторной диаграммы сведём в таблицу 2.1.3.1

Таблица 2.1.3.1 Результаты расчёта индикаторной диаграммы.

j, град. п.к.в.	Vф, м^3×10^3	ej	Сжатие	Сгорание-расширение
Рсж, МПа	Тг.с.,К	Ррас, Мпа	Тг.р.,К
18,2

Свернутая расчетная индикаторная диаграмма:

Строим в координатах р - V

На оси абсцисс в выбранном масштабе откладываем значения V_j и на другой шкале, параллельной оси абсцисс, - величину e_j. (рис 2.1.3.1)

Построение развернутой расчетной индикаторной диаграммы:

Смотри рисунок 2.1.3.2

Диаграмму изменения температуры газа в цилиндре (рис 2.1.3.3)

Среднее индикаторное давление, определяемое по свёрнутой индикаторной диаграмме, определяем с помощью программы Microsoft Exсel по методу трапеций.

Площадь трапеции

S=0,5(a+b) ×h

где а и b- основания, а в нашем случае, значения давлений в известных точках угла поворота коленчатого вала.

h- высота трапеции, или разность объёмов надпоршневой полости в известных точках угла поворота коленчатого вала. (Смотри таблицу 2.3.2)

Таблица 2.1.3.2 Разность объёмов надпоршневой полости в известных точках угла поворота коленчатого вала.

Углы поворота колен вала	Площадь под кривой расширения	Площадь под кривой сжатия
0-10
10-17,7
17,7-20
20-30
30-40
40-50
50-60
60-70
70-80
80-90
90-100
100-110
110-120
120-130
130-140
140-150
150-160
160-170
170-180	3,68E-05	1,1E-05
сумма	0,024399	0,009067

Разница между площадями под кривой расширения и кривой сжатия

F_i=0,024-0,00906=0,01533 МПа× м³

Индикаторная работа газа в цилиндре, с учётом коэффициента скругления индикаторной диаграммы L_i.д = F_ij_c

Принимаем j_c = 0,97, тогда L_i.д =0,01494×0,97=0,01487 МДж

Индикаторное давление: р_i.д= L_i.д / V_s= 0,0145/0,0082=1,814 МПа;

Дата добавления: 2015-07-15