2.6 Индикаторные показатели двигателя
Среднее теоретическое индикаторное давление для бензинового двигателя
,
,
где
-
степень повышения давления,
.
Действительное среднее индикаторное давление
,
где 
- коэффициент полноты индикаторной
диаграммы,
,
принимаем
.
Индикаторный КПД двигателя
.
Индикаторный удельный расход топлива
.
2.7 Эффективные показатели двигателя
Среднее давление механических потерь приближенно можно определить в зависимости от средней скорости поршня
,
где
,
-
эмпирические коэффициенты, значения
которых для данного типа двигателя с
учетом отношения
двигателя прототипа находим в справочных
таблицах [1.2].
Среднее эффективное давление
.
Механический коэффициент полезного действия двигателя
.
Эффективный коэффициент полезного действия двигателя
.
Эффективный удельный расход топлива
.
2.8 Основные параметры цилиндра и показатели двигателя
Литраж двигателя
,
где
-
частота вращения, принимаем по двигателю
прототипу
.
Рабочий объем цилиндра
,
где
-
число цилиндров, в соответствии с
прототипом
.
Диаметр цилиндра и ход поршня
,
где
-
параметр ходности двигателя прототипа
.
Принимаем округленное
значение
.
Находим
.
Принимаем округленное
значение
.
По окончательным
принятым значениям
и
уточняем основные показатели двигателя:
площадь поршня
;
литраж двигателя
;
мощность двигателя
;
крутящий момент
;
часовой расход
топлива
;
средняя скорость
поршня
;
Сравним расчетное
значение
со
значением двигателя прототипа
.
Расхождение не должно превышать
.
,
что допустимо.
Следовательно основные размеры цилиндра и параметры двигателя определены верно.
Для оценки и сравнения проектируемого двигателя с прототипом используем удельные показатели двигателя:
литровая мощность
;
удельная масса
,
где
-
сухая масса двигателя- прототипа,
.
3 Построение индикаторной диаграммы
При построении индикаторной диаграммы масштаб выбираем с таким расчетом, чтобы высота диаграммы была больше основания в 1,7…2,0 раза.
По оси абсцисс
откладываем отрезок
,
величина которого с учетом выбранного
масштаба соответствует рабочему объему
цилиндра
,
а численное значение- ходу поршня
в масштабе
.
Тогда величина отрезка
,
соответствующая объему камеры сгорания
,
определяется из соотношения ( см.
диаграмму )
,
ОВ=130 + 15,85= 145,85 мм..
По оси ординат
в выбранном масштабе
в 1мм откладываем значения давлений
в характерных точках диаграммы
,
,
,
,
(см. диаграмму) :
,
,
, 
, 
,
, 
Линию, соответствующую
атмосферному давлению
,
,
проводим в виде тонкой горизонтали.
Построение
политроп сжатия и расширения производим
аналитическим методом. При аналитическом
методе построение кривых сжатия и
расширения вычисляем ряд точек для
промежуточных объемов, расположенных
между
и
,и между
и
по следующим формулам:
для политропы сжатия
для политропы расширения
где
и
- давление и объем в искомой точке сжатия
и расширения.
Результаты расчетов промежуточных точек политроп сжатия и расширения
сведены в таблицу 1.
Таблица 1 – Значения расчетных точек политроп сжатия и расширения
№ точки |
ОХ, мм |
ОВ/ОХ |
Политропа сжатия |
Политропа расширения |
||||
(ОВ/ОХ)n1 |
|
Рx, МПа |
(ОВ/ОХ)n2 |
|
Рx, МПа |
|||
1 |
20 |
7,29 |
15,39 |
|
1,28 |
12,22 |
|
5,07 |
2 |
30 |
4,86 |
8,81 |
|
0,73 |
7,33 |
|
3,04 |
3 |
40 |
3,65 |
5,94 |
|
0,49 |
5,11 |
|
2,12 |
4 |
50 |
2,92 |
4,37 |
|
0,36 |
3,86 |
|
1,60 |
5 |
60 |
2,43 |
3,39 |
|
0,28 |
3,06 |
|
1,27 |
6 |
70 |
2,08 |
2,74 |
|
0,23 |
2,52 |
|
1,05 |
7 |
80 |
1,82 |
2,28 |
|
0,19 |
2,13 |
|
0,88 |
8 |
90 |
1,62 |
1,94 |
|
0,16 |
1,84 |
|
0,76 |
9 |
100 |
1,46 |
1,68 |
|
0,14 |
1,61 |
|
0,67 |
10 |
110 |
1,33 |
1,48 |
|
0,12 |
1,43 |
|
0,59 |
11 |
120 |
1,22 |
1,31 |
|
0,11 |
1,28 |
|
0,53 |
12 |
130 |
1,12 |
1,17 |
|
0,10 |
1,15 |
|
0,48 |
13 |
140 |
1,04 |
1,06 |
|
0,09 |
1,05 |
|
0,44 |
Для определения
действительного среднего индикаторного
давления
рабочего цикла через площадь
,
построеной диаграммы, производят ее
скругление
. Это объясняется
следующим. В реальном двигателе за счет
опережения зажигания или впрыска топлива
(точка
) рабочая смесь воспламеняется раньше
и давление в конце процесса сжатия
повышается (до точки
), а за счет опережения открытия выпускного
клапана (точка
)
давление в конце процесса расширения
снижается (до точки
).
Процесс сгорания протекает по линии
,
так как смесь в цилиндре догорает после
прохождения поршнем ВМТ в точке 
Для определения
местоположения точек 
ниже оси
абсцисс проводим прямую, на которой
строим полуокружность радиусом
.
Из центра полуокружности вправо откладывают отрезок (поправка Брикса)
(
,
примем
)
,
Из нового
центра
проводим лучи
под углом
(угол опережения зажигания) и
под углом
(угол опережения открытия выпускного
клапана).Точки С и D
сносим на кривую сжатия (точка
)
и кривую расширения (точка
).
Для современных быстроходных двигателей
угол опережения открытия выпускного
клапана находится в пределах
,
а угол опережения зажигания
.
Действительное среднее индикаторное давление, МПа,
,
где
-
площадь диаграммы (
,
,
,
,
,
),
мм2.
