Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна

Вихідні дані:

Хід поршня S = 82 мм. Радіус кривошипу:

, мм, R= мм

Переміщення поршня в залежності від кута повороту кривошипа

, мм,

де φ_j - кут повороту кривошипа, що відраховується від точки ВМТ осі циліндра в напрямі обертання колінчастого валу за годинниковою стрілкою.

Розрахунок проводиться для значень φ_j від 0° до 360° з кроком 10° використовуючи таблицю, в якій для заданих φ_j наведено значення виразу

Результати розрахунків переміщення поршня наведено в таблиці

Кут повороту колінчастого валу φj °	Значення виразу	Переміщення поршня Sх, мм
	0,0191	0,78
	0,0755	3,09
	0,1665	6,81
	0,2877	11,77
	0,4335	17,74
	0,5975	24,45
	0,7728	31,62
	0,9525	38,98
	1,13	46,24
	1,2997	53,18
	1,4568	59,61
	1,5975	65,37
	1,7191	70,35
	1,8197	74,46
	1,8985	77,69
	1,9549	80,00
	1,9887	81,38
		81,84
	1,9887	81,38
	1,9549	80,00
	1,8985	77,69

	1,8197	74,46
	1,7191	70,35
	1,5975	65,37
	1,4568	59,61
	1,2997	53,18
	1,13	46,24
	0,9525	38,98
	0,7728	31,62
	0,5975	24,45
	0,4335	17,74
	0,2877	11,77
	0,1665	6,81
	0,0755	3,09
	0,0191	0,78

1 Висота камери згоряння у верхній мертвій точці

, мм, Hc= мм

де S - хiд поршня у мм.

2 Умовна висота камери згоряння у момент початку розширення

, мм,

де ρ - ступінь попереднього розширення у вiдповiдностi з пунктом.

Для бензинових двигунів ; Hz= Hc=14,11мм

3 Знаходять розрахункові точки по куту повороту кривошипа для проміжних даних тиску на лінії стиску. Для цього приймаються значення кута повороту кривошипа на лінії стиску від 190° до 350° з кроком 10°. Для вказаних кутів повороту за таблицею, заповненою в пункті 6.3, визначаються значення переміщення поршня S→190°...S→350° i вносяться у таблицю.

4 Проміжні значення тиску для процесу стиску визначають за формулою

, МПа,

де n1 - показник політропи стиску у вiдповiдностi до пункту. В якості Sx у розрахункову формулу підставляють значення S →190°...S →350°. Кут повороту колінчастого валу φj0	Переміщення поршня Sп, мм	Проміжні значення тиску процесу стиску, МПа
	81,38	0,09
	80,00	0,09
	77,69	0,09
	74,46	0,10
	70,35	0,10
	65,37	0,11
	59,61	0,12
	53,18	0,14
	46,24	0,16
	38,98	0,19
	31,62	0,24
	24,45	0,30
	17,74	0,39
	11,77	0,51
	6,81	0,68
	3,09	0,89
	0,78	1,09

5 Визначають розрахункові точки по куту повороту кривошипа для проміжних значень тиску на лінії розширення

Для цього приймаються значення кута повороту φ_j кривошипа на лінії розширення від 350° до 530° з кроком 10°. Вказаним кутам повороту в таблиці відповідають значення переміщення поршня S →10°...S→170°, які вносяться у таблицю.

6. Проміжні значення тиску розширення визначають за формулою

, МПа,

де n₂ - показник політропи розширення. Замість Sх у розрахункову формулу підставляють значення S→10°...S→170°.

Результати розрахунку проміжних значень тиску лінії розширення

Кут повороту колінчастого валу φj^0	Переміщення поршня Sп, мм	Проміжні значення тиску процесу розширення , МПа
	0,78	4,16
	3,09	3,48
	6,81	2,73
	11,77	2,09
	17,74	1,62
	24,45	1,28
	31,62	1,03
	38,98	0,86
	46,24	0,73
	53,18	0,64
	59,61	0,57
	65,37	0,52
	70,35	0,48
	74,46	0,45
	77,69	0,43
	80,00	0,42
	81,38	0,41

7 За зразком (рис.1) будується в тонких лініях теоретична індикаторна діаграма розрахункового циклу ДВЗ

Використовуючи наступні розрахункові показники: Рa=0,087 МПа; Рc =1,17 МПа; Рz= 4,45 МПа; Рzд =3,78 МПа; Рв = 0,41 МПа; Рс →190°...Рс →350°;

Рb→ 10°...Рb→ 170°; S =82 мм; Hс =14,11мм; Hz =14,11мм

8 Проводиться уточнення індикаторної діаграми

Враховуючи значення тисків Рк (пункт 2.3) та Рr (пункт 2.5)

2.3 Тиск середовища, звідки повітря надходить у циліндр.У випадку відсутності наддуву Рк = Р₀.

2.5 Тиск залишкових газів у циліндрі двигуна перед початком процесу наповнення при відсутності наддуву

, МПа; Pr= МПа

будують лінії процесів газообміну. Для проведення округлення індикаторної діаграми навколо точок c, z, b та r необхідні значення тиску в камері згоряння для характерних точок с" та b":

; ; =0,12 МПа

МПа МПа

На графіку теоретичної індикаторної діаграми товстими лініями будується дійсна індикаторна діаграма циклу.

Рис. 1. Індикаторна діаграма розрахункового циклу

Рисунок 2– Зразок індикаторної діаграми бензинового двигуна

Рисунок– Індикаторноа діаграма робочого циклу бензинового двигуна з урахуванням газообміну і моменту запалювання робочої суміші

Побудову політроп стиску і розширення та індикаторної діаграми можна також здійснювати графічним способом.

Для цього з початку координат проводять допоміжні промені під кутом α до осі абсцис і під кутами β ₁ і β ₂ – до осі ординат. Рекомедується для першого променя використовувати значення tgα = 0,3, а нахил другого і третього променів визначати з залежностей:

; (9.20)

(9.21)

При побудові променів більш зручно відкладати не кути, а їх тангенси.

Побудову політроп стиску і розширення можна починати з будь-якої точки індикаторної діаграми, положення якої визначено з попередніх розрахунків. Проте, як правило, це здійснюють з точок с і z.

При побудові політропи стиску з точки с проводять дві лінії: одну – паралельно осі ординат до перетину з променем, проведеним під кутом α до осі абсцис; другу – паралельно осі абсцис до перетину з віссю ординат. З першої точки перетину під кутом 45⁰ до осі абсцис проводять пряму до перетину з указаною віссю і далі – пряму, паралельну осі ординат.

З другої точки перетину прямої з віссю ординат під кутом 45⁰ до осі проводять пряму до перетину з променем, проведеним під кутом β ₁.

З останньої точки проводять пряму, паралельну осі абсцис.

Точка перетину прямих, паралельних осям координат, відповідає наступній за точкою с точці політропи стиску.

Далі процес з відшукуванням інших точок політропи здійснюється в описаній раніше послідовності.

Побудова політропи стиску завершується не раніше, ніж буде досягнуто точку а. Через отримані точки проводиться тонкою лінією політропа стиску. Політропу розширення будують, починаючи з точки z, у наведеній послідовності, але з використанням променя, проведеного під кутом β ₂ . Політропа стиску повинна обов’язково проходити через точку а, а політропа розширення – через точку b. Якщо лінії політроп не будуть проходити через відповідні точки, то потрібно перевірити розрахунки координат точок а і b і повторити побудову вказаних політроп.

З’єднавши точки z, b, а, с, отримують індикаторну діаграму розрахункового циклу.

На рисунку 9.3 схематично зображено діаграму, з якої видно хід побудови індикаторної діаграми для бензинового двигуна графічним способом.

Побудова індикаторної діаграми графічним способом для дизеля мало відрізняється від побудови діаграми для бензинового двигуна. Слід лише мати на увазі, що побудову політропи розширення починають з точки z, а не z^’, як у бензинового двигуна.

Рисунок 9.3 – Індикаторна діаграма бензинового двигуна, побудована графічним способом

Дата добавления: 2015-11-30