Тема: «Определение индикаторных показателей двигателя внутреннего сгорания по индикаторным диаграмма.»

Цель работы

1. Ознакомится с методикой обработки индикаторных диаграмм.

2. Определить индикаторные показатели двигателя внутреннего сгорания.

Индикаторные показатели характеризуются действительный рабочий цикл и могут быть определены расчетом цикла ли по экспериментальной индикаторной диаграмме изменения давления в цилиндре за время рабочего цикла. К ним о относится среднее индикаторное давление , индикаторная мощьность , индикаторный КПД , и удельный индикаторный расход топлива .

Среднем индикаторным давлением называют такое условное, постоянное по величине давление, которое, действуя на поршень, совершает работу за один его ход от ВМТ к НМТ, равную работе газа за рабочий цикл.

Полезная площадь индикаторной диаграммы в координатахP-V определяет работу внутри цилиндра за рабочий цикл:

(4.1)

Для определения индикаторной работы по индикаторной диаграмме необходимо построить диаграмму в координатах P-V и определить полезную площадь

Тогда индикаторное давление находится из выражения

(4.2)

Где - рабочий объем цилиндра

По определению, индикаторная мощность- это индикаторная работа, выполненная в единицу времени. Она является функцией среднего индикаторного давления, рабочего объема цилиндра, числа цилиндров i, тактности и частоты вращения:

(4.3)

Индикаторный КПД двигателя называется отношение индикаторной работы к теплоте, затраченной работы к теплоте, затраченной на получение этой работы.

(4.4)

Где

Вторым показателем, характеризующим экономичность рабочего цикла, является удельный индикаторный расход топлива, равный отношению часового расхода топлива G_t к индикаторной мощности

(4.5)

Величину среднего индикаторного давления можно определить из индикаторной диаграммы двумя способами: определить полезную площадь диаграммы или методом гармонического анализа. Определить полезную площадь индикаторной диаграммы можно с помощью планиметра, предварительно перестроив ее в координатах P-V

Рисунок 1. Индикаторная диаграммы в координатах P-V

Порядок выполнения работы

Перестроение индикаторной диаграммы из координат в координаты для получения более точной величины площади F проводят на миллиметровой бумаге. Начинают с разбиения оси абсцисс развернутой диаграммы на N равных участков. Количество участков определяется по зависимости

(4.6)

Совмещают оси абсцисс обоих индикаторных диаграмм. Под осью абсцисс свернутой индикаторной диаграммы проводят полуокружность и разделяют ее из центра О’вспомогательными лучами на равные дуги с шагом , а затем из центра Брикса(точка О’₁)

Проводят линии, параллельные вспомогательные вспомогательным лучам до пересечения с полуокружностью.

Вновь полученные точки соответствуют определенным значениям угла поворота коленчатого вала. Из этих точек проводят вертикали до пересечения с горизонтальными линиями, проведенными из точек, расположенных на развернутой индикаторной диаграмме.

Абсциссы точек на развернутой индикаторной диаграмме должны соответствовать значениям угла поворота коленчатого вала на полуокружность.

Соединив полученные точки плавной кривой, получим свернутую индикаторную диаграмму, площадь которой пропорциональна индикаторной работе.Тогда среднее индикаторное давление будет определено по зависимости

(4.7)

Где F-площадь полезной работы.

среднее индикаторное давление так же можно определить в координатах методом гармонических колебаний.

Воспользовавшисьметодом гармонического анализа. Оба полупериода цикла разбиваются

Эти полупериоды разбиваются на 3 интервала по , которые последовательно возростают при удалении от верхней мертвой точки, а каждый из этих интервалов делится еще на три равные части. Полученные в результате деления ординаты нумеруются см. рисунок в конце работы.

Значение ординат индикаторной диаграммы сведены в таблицу 1

Таблица 1.

Ординаты диаграммы, мм	y1	y2	y3	y4	y5	y6	y7	y8
	131,5	46,5	19,2	8,4	5,3	3,4	2,8	2,3
	y17	y16	y15	y14	y13	y12	y11	y10
	39	19	7,2	3,1	2,2	1,87	1,87	1,87
Разность ординат, мм	Δ1	Δ2	Δ3	Δ4	Δ5	Δ6	Δ7	Δ8
	92,5	27,5	12	5,3	3,1	1,53	0,93	0,43

Далее производим вычисления по следующим формулам:

(4.8)

(4.9)

(4.10)

(4.11)

(4.12)

Результаты заносятся в таблицу 2

Таблица 2

Сумма произведений, мм
	55,33	79,33	3,533	103,45	9,732
Коэффициенты Фурье, мм
	3,0739	4,2111		5,2066

Величина среднего индикаторного давления подсчитывается по формулам:

(4.13)

По среднему индикаторному давлению определяется индикаторная мощность

(4.14)

Где

Порезультатам тормозных испытаний вычисляется эффективная мощность двигателя

(4.15)

Величина механического КПД двигателя

(4.16)

Величина индикаторного КПД двигателя

(4.17)

Величина эффективного КПД двигателя

(4.18)

Удельный индикаторный расход топлива

(4.19)

Удельный эффективный расход топлива

(4.20)

В случае если даны параметры свежего заряда в конце впуска (температура и давление ) и кооффициент избытка воздуха α=1,7, часовой расход топлива определяется следующим образом:

(4.21)

Часовой расход воздуха определяется по зависимости

(4.22)