4. Визначення основних розмірів циліндра двигуна

Робочий об’єм двигуна:

, л

Робочий об’єм одного циліндра:

, л

Діаметр циліндра та хід поршня:

, мм;

, мм.

Значенням S/D = 0.8 … 1.2 задаються, виходячи з типу двигуна і частоти обертання колінчастого вала (таблиця 1.5), таким чином, щоб значення V_п не перевищували вказаних в п. 3.3.2 меж.

Таблиця 1.5 – Значення N і S/D для автомобільних двигунів

Тип ДВЗ	n, хв-1	S/D
Бензинові Дизелі	До 3000 3000…3600 3600…5000 2100…2800 понад 2800	1.1…1.0 0.95…0.85 0.85…0.75 1.0…1.2 0.9…1.1

3 Побудова індикаторної діаграми

Індикаторна діаграма будується на основі теплового розрахунку двигуна.

3.1 Вибір масштабів і визначення координат характерних точок

Побудова індикаторної діаграми розпочинається з того, що проводиться горизонтальна лінія, на якій відкладається відрізок АВ (рис. 2.1 і 2.2), по величині рівний ходу поршня S в масштабі M_S, який в залежності від величини ходу поршня вибирається таким чином, щоб відрізок АВ приблизно дорівнював 100 мм. Масштаб по осі тиску M_P вибирається таким чином, щоб висота діаграми була в 1,5 … 1,7 рази більша за її основу (відрізок АВ).

Ліворуч від точки А по осі абсцис відкладається відрізок ОА по величині рівний висоті камери згоряння:

, мм

Після цього в точках О, А і В ставляться перпендикуляри до осі абсцис. Перпендикуляр в точці О є віссю тиску Р в циліндрі двигуна. Два інші перпендикуляри відповідають верхній (ВМТ) і нижній (НМТ) мертвим точкам поршня відповідно.

Максимальна висота індикаторної діаграми, мм

;

При виконанні теплового розрахунку були отримані або прийняті значення тиску для характерних точок індикаторної діаграми P₀ ; P_a ; P_c ; P_z ; P_b ; P_r. Їх координати визначаються, як:

, мм , мм ,мм

, мм , мм

Рис. 2.1 – Індикаторна діаграма бензинового Рис. 2.2 - Індикаторна діаграма дизеля двигуна

Ординати цих точок відкладаються на перпендикулярах до осі абсцис, поставлених в точках А і В індикаторної діаграми. Через точку Р₀ проводиться горизонталь, яка є лінією атмосферного тиску.

Для дизельного двигуна додатково визначається координата точки z по осі абсцис, мм:

,

де  - ступінь попереднього розширення.

3.2 Побудова політроп стиску і розширення

Побудову політроп стиску і розширення найбільш зручно проводити аналітичним методом.

Координати точок політропи стиску розраховуються на основі рівняння:

, МПа,

де і V_x - тиск і об'єм в шуканій точці процесу стиску.

Величина об'єму V_a відповідає довжині абсциси ОВ. Значення V_x=OX, будуть лежати в межах від V_x=V_a=OB до V_x=V_с=OA. Відповідно відношення V_a/V_x для різних значень V_x може лежати в межах:

.

Координати точок політропи розширення для карбюраторного двигуна розраховуються аналогічно:

, МПа,

де і V_x - тиск і об'єм в шуканій точці процесу розширення.

Тоді:

, мм

, мм

Для дизельного двигуна при визначенні координат точок політропи розширення необхідно врахувати, що відношення OB/OX буде змінюватися в межах від 1 до  , тобто мінімальне значення OX буде відповідати не V_с , а V₁.

Задаючись послідовно значеннями OX і розв'язуючи рівняння відносно P_x для політроп розширення та стиску, отримуємо координати для їх побудови. Конкретні значення OX отримуємо таким чином: відрізок AB ділимо на певне число рівних частин (8…10), далі вимірюємо довжину першого відрізка від т. О і підставляємо це значення в рівняння, потім довжину першого і другого відрізка, також взятого від точки О і т.д. Результати розрахунків зводяться в таблицю 1.6.

Таблиця 1.6 – Дані для побудови індикаторної діаграми

№ то-чок	OX, мм	Політропа стиску			Політропа розширення
		(OB/OX)	,МПа	,мм	(OB/OX)	,МПа	,мм
1
…
8…10

На основі отриманих розрахункових точок будуємо політропи стиску і розширення. Приклад побудови індикаторної діаграми бензинового двигуна показано на рис.1. Приблизний вигляд індикаторної діаграми дизеля показано на рис.2.