3.2.2 Силы давления газов

Силы давления газов определяются для каждого угла поворота коленчатого вала (величина приращения угла ПКВ ∆φ = 10^о) по свернутой индикаторной диаграмме путем перестроения ее в развернутую по методу профессора Ф.А. Брикса.

Первоначально определяется поправка Брикса в масштабе:

, (3.8)

где R – радиус кривошипа, мм; М_S – масштаб хода поршня на свернутой индикаторной диаграмме, мм_х/мм_д.

Под свернутой индикаторной диаграммой из точки О, соответствующей половине хода поршня строится вспомогательная полуокружность радиусом (рисунок 3.2). Далее от центра полуокружности (т. О) в сторону НМТ откладывается значение поправки Брикса _Б в масштабе (т. О). Из точки О проводятся лучи, которые делят полуокружность на несколько равных частей (например, 12); параллельно этим лучам из центра Брикса проводятся отрезки: О1, О2, О3 и т.д. Точки, полученные на полуокружности, соответствуют определенным углам поворота коленчатого вала φ развернутой индикаторной диаграммы. Из указанных точек 1, 2, 3 и т.д. восстанавливаются перпендикуляры до линий впуска, сжатия, расширения и выпуска. Отрезки вертикальных линий от оси абсцисс до соответствующих линий индикаторной диаграммы отображают абсолютное давление газов в цилиндре двигателя для конкретного рассматриваемого положения коленчатого вала.

Справа от индикаторной диаграммы строится координатная сетка для всех сил, которые должны быть развернуты в координатах р – .

Реальное усилие на поршень создают газы с избыточным давлением, так как атмосферное давление в цилиндре уравновешивается атмосферным давлением, действующим со стороны картера. Поэтому на развернутой индикаторной диаграмме ось абсцисс совпадает с линией атмосферного давления. Таким образом, развернутая индикаторная диаграмма представляет собой зависимость избыточного давления газов р_г от угла поворота коленчатого вала:

р_г = р_ц – р₀. (3.9)

Масштаб угла ПКВ принимается равным М_ = 2,0 град ПКВ/мм. Ось абсцисс делится на равное количество частей k = 720/, (например, если  = 15^о, то k = 48) и через полученные точки проводятся вертикальные линии.

Развертку индикаторной диаграммы начинают от ВМТ в процессе впуска. При этом если полуокружность под свернутой индикаторной диаграммой была разбита на 12 частей, то точка 1 луча О1 соответствует 15^о угла ПКВ на развернутой индикаторной диаграмме, точка 2 – 30^о угла ПКВ, точка 3 – 45^о угла ПКВ и т.д. до 12 точки соответствующей 180^о угла ПКВ. Для процесса сжатия точка 11 соответствует 195^о угла ПКВ, точка 10 – 210^о угла ПКВ, точка 9 – 225^о угла ПКВ и т.д.

На свернутой индикаторной диаграмме для определенного положения кривошипа коленчатого вала определяется длина отрезка от линии атмосферного давления до линии рассматриваемого процесса (впуска, сжатия, расширения или выпуска), а затем отрезок переносится на развернутую диаграмму и откладывается на вертикали соответствующего угла поворота коленчатого вала. Полученные точки индикаторной диаграммы соединяются сплошной линией.

Сила давления газов на поршень Р_г = р_г  F_п имеет тот же характер протекания, что и давление газов р_г.

Рисунок 3.2- Индикаторная диаграмма

По развернутой индикаторной диаграмме через каждые 15^о угла поворота кривошипа определяются значения р_г, которые заносят в гр. 2 сводной таблицы динамического расчета КШМ 3.1.

Таблица3.1- Динамический расчет КШМ двигателя

, град	рг, МПа	pj, МПа	р, МПа	рN, МПа	рS, МПа	рK, МПа	рT, МПа	Мкр.ц, Н  м
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0
15
30
45
…
720