2.7. Параметры процесса расширения

Степень последующего расширения  (для дизелей)

. (36)

Давление газов в конце расширения p_b, МПа

— для карбюраторных двигателей

; (37)

— для дизелей

. (38)

где n₂ — показатель политропы расширения.

Температура в конце расширения T_b, К

— для карбюраторных двигателей

; (39)

— для дизелей

. (40)

Проверку правильности предварительного выбора температуры остаточных газов T_r осуществляют по формуле

. (41)

При этом относительная погрешность не должна превышать 5-7%.

2.8. Индикаторные показатели цикла

Среднее индикаторное давление цикла (расчётное) , МПа

— для карбюраторных двигателей

; (42)

— для дизельных двигателей

. (43)

Среднее индикаторное давление цикла (действительное) , МПа

, (44)

где  — коэффициент скругления индикаторной диаграммы.

Индикаторный КПД _i

. (45)

Удельный индикаторный расход топлива g_i, г/(кВтч)

. (46)

2.9. Эффективные показатели рабочего цикла

Давление механических потерь p_M, МПа

— для карбюраторных двигателей

п ри i6, S/D1 ;

при i6, S/D1 ; (47)

при i=8, S/D1 ;

— для дизелей

, (48)

где v_ср — средняя скорость поршня (v_ср=10-15 м/с).

Среднее эффективное давление p_e, МПа

. (49)

Механический КПД _м

. (50)

Эффективный КПД _е

. (51)

Удельный эффективный расход топлива g_е, г/(кВтч)

. (52)

2.10. Основные размеры двигателя

Литраж двигателя V_л, л

, (53)

где N_max — максимальная мощность двигателя, кВт;  — тактность двигателя; n_N — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин.

Рабочий объём цилиндра V_h, л

, (54)

где i — число цилиндров двигателя.

Диаметр цилиндра D, мм

, (55)

где m=S/D — отношение хода поршня к диаметру цилиндра.

Ход поршня S, мм

. (56)

Величины D и S, выраженные в миллиметрах, округляются до ближайших целых чисел, после чего по ним окончательно определяются параметры двигателя:

л итраж двигателя, л ;

максимальная мощность, кВт ;

литровая мощность, кВт/л ; (57)

часовой расход топлива, кг/ч ;

средняя скорость поршня, м/с .

2.11. Расчёт и построение индикаторной диаграммы

По результатам теплового расчёта на листе миллиметровой бумаги формата А4 строится индикаторная диаграмма цикла.

Построение индикаторной диаграммы для карбюраторного двигателя проводится следующим образом.

В координатах p–V по оси абсцисс (ось V) от начала координат откладывается объём камеры сгорания V_С, масштабное значение которого рекомендуется принимать равным 20 мм. Полный объём цилиндра равен V_a=V_C или V_a=V_C+V_h, где V_h=(-1)V_C. Значение величины V_a (в том же масштабе, что и V_С) также откладывается от начала координат. Через полученные точки проводятся вертикальные линии, соответствующие верхней (ВМТ) и нижней (НМТ) мёртвым точкам.

Для получения нормальной конфигурации индикаторной диаграммы рекомендуется принимать масштаб давления М(p) в пределах 0,03-0,04 МПа/мм.

В соответствии с принятой величиной М(p) размечается шкала давления по оси ординат, и на линиях ВМТ и НМТ наносятся основные точки индикаторной диаграммы r, a, c, z, b, положения которых соответствует величинам давлений p_r, p_a, p_c, p_z, p_b, полученным в ходе теплового расчёта. Наносится также линия атмосферного давления p₀.

Поскольку при рекомендуемых значениях М(p) величины p_r, p₀ и p_a графически очень близки друг к другу, то допускается условно откладывать на диаграмме давления p_r и p_a на 1-1,5 мм соответственно выше и ниже линии атмосферного давления p₀.

Затем проводится построение линий политроп сжатия и расширения. Для построения политропы сжатия p_c=f(V) предварительно выбираются несколько промежуточных точек, расположенных между крайними точками с и а с объёмами V₁=1,2V_C; V₂=1,5V_C; V₃=2V_C и т.д. Рекомендуется принимать не менее 8-9 точек.

Через точки на оси абсцисс, соответствующие промежуточным объёмам V_i (отложенным от начала координат), проводятся вертикальные линии, на которых откладываются значения давлений p_сi. Эти значения определяются из уравнения политропы сжатия — :

. (58)

Полученные точки, а также точки с и а соединяются плавной линией.

Для построения политропы расширения p_р=f(V) определяются значения давления в цилиндре p_рi при тех же промежуточных объёмах V_i. Согласно уравнению политропы расширения

. (59)

Значения давлений p_рi откладываются на соответствующих вертикальных линиях. Полученные точки, а также точки z и b соединяются плавной кривой.

Теоретическая (нескруглённая) индикаторная диаграмма raczbr затем скругляется в точках c, z и b. Положение точки z' определяется из соотношения .

Индикаторная диаграмма цикла дизеля строится аналогично диаграмме карбюраторного двигателя со следующими отличиями:

— масштабное значение объёма V_С принимается равным 10 мм;

— масштаб давления М(p) выбирается в пределах 0,04-0,05 МПа/мм;

— действительное максимальное давление цикла ;

— линия политропы расширения строится не из точки z', а из точки z (координата точки z по оси абсцисс определяется степенью предварительного расширения : );

— теоретическая индикаторная диаграмма дизеля racz'zbr скругляется в точках c, z', z и b.