5 Индикаторная диаграмма двигателя

Диаграмма строится в координатах р и V. Соотношение высоты индикаторной диаграммы к ее ширине должно быть примерно 3:2. Давление газов откладывается по линии ординат, масштаб которой выбирается в пределах . В силу того, что рабочий объем цилиндра пропорционален ходу поршня, можно принять для удобства в качестве масштабной единицы вместо единицы объема ход поршня .

На осях координат следует отложить значения давлений , значения объемов . Объемы на оси абсцисс откладывают следующим образом, в начале определяют отрезок , затем отрезок , которые последовательно откладываются от центра координат (рисунок 1 и 2).

Для построения линий давления сжатия и расширения необходимо по соответствующим углам поворота коленчатого вала найти определенные значения хода поршня, и зная их, определить величины давления по уравнениям политроп.

Имеется несколько способов определения перемещений поршня и построения политроп сжатия и расширения как графических, так и аналитических.

Рисунок 1 Рисунок 2

Остановимся на аналитическом способе. Определение хода поршня и величин давления производим через каждые 10° поворота коленвала в следующей последовательности, предварительно подготовив нижеприведенную таблицу 1.

Таблица 1 - Данные для построения индикаторной диаграммы

Процесс сжатия						Процесс расширения
 повор. колен. вала.		Vx=Sx+Vc			рсж	 повор. колен. вала.		ррасш
180						540
190						530
200						520
.						.
.						.
350						370
360						360

Для определения хода поршня от угла поворота кривошипа необходимо взять значение квадратной скобки в общеизвестном выражении из приложения Б, выбрав его для определенной величины λ, V_x будет соответствовать S_x +V_c. Значения скобки из приложения Б при сжатии берутся от 180 до 360°, а при расширении от 360 до 540°.

Определение промежуточных значений давлений газов в процессе сжатия и расширения производим по следующим зависимостям

(5.1)

(5.2)

где значение

Для дизельных двигателей при определении давлений процесса расширения величина ε_x не должна превышать значения степени расширения δ, то есть при этих углах поворота высчитывается значение δⁿ² . После заполнения таблицы 1 на основании полученных данных строится индикаторная диаграмма, которая путем дальнейшего скругления приобретает более действительный вид (см. рисунок 3 и 4).

Рисунок 3 Рисунок 4

При построении следует руководствоваться следующими соотношениями: для карбюраторных двигателей:

(5.3)

(5.4)

для всех типов двигателей:

(5.5)

Начало скругления диаграммы близ верхней мертвой точки производить с учетом угла опережения зажигания или подачи топлива, близ нижней мертвой точки - с учетом угла опережения открытия выпускного клапана двигателя прототипа.