2.2 Расчёт и построение индикаторной диаграммы

Выбираем масштаб ординат давления

1 бар - 2 мм. (m=2)

Ординаты давлений характерных точек цикла

Точка а = m*P_a=2*1.46=2.92 мм

Точка c = m*P_c=2*46.7=93.4 мм

Точка z = m*P_z=2*68=136 мм

Точка b = m*P_b=2*4.93=9.86 мм

Точка f = m*P_г=2*1.4=2.8 мм

Базу диаграммы принимаем V_a = 200 мм.

Объём камеры сгорания V_c = = =16 мм.

Объём предварительного расширения

V_z = ρ*V_c=1.56*16=24.96 мм.

Рабочий объём цилиндра V_s=V_a-V_c=200-16=184 мм.

Ординаты давления процесса сжатия и последующего расширения определим методом определения ординат давлений для произвольно взятых промежуточных объёмов. Расчёт производится в табличной форме.

Таблица 2.1

E	Промежуточные объёмы V= мм.	Ордината давления сжатия , (мм)	Ордината давления расширения , (мм)
1	V1= =200	Р1=2.92*11.372=2.92	=9.86*11.261=9.86
1,333	V2= =150	Р2=2.92*1.3331.372=4.3	=9.86*1.3331.261=14.2
2	V3= =100	Р3=2.92*21.372*7.6	=9.86*21.261=23.6
2,666	V4= =75	Р4=2.92*2.6661.372=11.2	=9.86*2.6661.261=33.96
4	V5= =50	Р5=2.92*41.372=19.56	=9.86*41.261=56.6
5	V6= =40	Р6=2.92*51.372=26.56	=9.86*51.261=75.04
6,666	V7= =30	Р7=2.92*6.6661.372=39.4	=9.86*6.6661.261=107.6
8	V8= =25	Р8=2.92*81.372=50.6	=9.86*81.261=135.7
10	V9= =20	Р9=2.92*101.372=68.7
12,5	V10= =16	Р10=2.92*12.51.372=93.4

В прямоугольной системе координат PV наносим принятые объёмы и соответствующие им ординаты давлений. Полученные точки соединяем между собой. Снимаем площадь.

Площадь индикаторной диаграммы

F=3533 мм²

Определяем среднее индикаторное давление

(P_i)= бар

Полученное расчётным путём индикаторное давление P_i=9.72 бар

Погрешность

Проверочный расчёт поршня на прочность двигателя 6чрн 36/45.

Исходные данные:

P_z=68 бар

P_i=9.72 бар

n=375 мин^-1

С_m=5.625 м/с

Поршень выполнен из чугуна марки СЧ24-44. Поршневой палец плавающего типа, пустотелый выполненный из стали марки 20Х.

Материал для изготовления четырёх компрессионных и двух маслосъёмных колец служит чугун марки СЧ24-44. Кольца имеют замок косого типа.

Определяем основные конструктивные размеры.

1.1 Диаметр головки поршня:

D-D₁=(0.0008 0.008)D

D₁=D-0.006*D=360-0.006*360=360-2.16=357.8

1.2 Диаметр юбки поршня:

D₂=D-(0.0008 0.008)D=360-0.0008*360=

=360-0.288=359.712 мм.

1.3 Толщина днища:

δ=(0,12 0,18)D=(0.12 0,18)*360=43,2 64,8 мм

Принимаем по протипному двигателю

δ=42 мм. По центру δ=85 мм.

1.4 Расстояние от первого кольца до кромки поршня.

С=(0,15 _0,3)D=(0.15 0.3)*360=54 108 мм

Принимаем по прототипу С=92 мм.

1.5 Толщина цилиндричной стенки головки

S₁=(0.03 0.1)*D=(0.03-0,01)*360=10,8-36 мм

Принимаем S₁=36мм.

1.6 Толщина направляющей части юбки

S₂= мм

Принимаем S₂=16 мм

1.7 Длина направляющей части юбки принимаем по прототипному двигателю:

L_н=501,7 мм

1.8 Расстояние от нижней кромки поршня до оси пальца принимаем с прототипного двигателя

l₂=(0.8 1.2)D=1*0.18=0.18 м

1.9 Общая длина поршня:

L=709 мм.