2.3 Расчет и построение индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма (ИД) служит исходным материалом для динамического и прочностного расчета двигателя. Расчет и построение ИД выполнены по методике П.А. Гордеева.

Результаты расчета ИД проектируемого двигателя занесены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. – Расчет к построению индикаторной диаграммы

В таблице:

– полный объем цилиндра;

– текущий объем цилиндра;

– текущая степень сжатия;

– степень сжатия (полная);

– объемы цилиндра в точках соответственно;

– показатели политроп сжатия и расширения соответственно;

– текущее давление в процессах соответственно сжатия и расширения;

– давления в точках цикла « », « », « » и « » соответственно;

– степень последующего расширения.

По результатам расчета на рисунке 2.2 построена индикаторная диаграмма.

По индикаторной диаграмме проверяем среднее индикаторное давление цикла, МПа:

где – площадь диаграммы на чертеже, ;

– длина диаграммы от ВМТ до НМТ, соответствующая , мм;

– масштаб давлений по оси ординат, ;

Расхождение значения , найденного по диаграмме, с расчетным (см. расчет цикла) составило 1,7%, что в соответствии с методическими указаниями можно считать допустимым.

Рисунок 2.1 – Индикаторная диаграмма

2.4 Исследование влияния максимального давления цикла на параметры и показатели рабочего цикла двигателя при неизменных степени сжатия и мощности.

Таблица 2.1.

Наименование величины	Обозначение			(проектируемый двигатель)
Давление наддува, МПа		0,330	0,330	0,330	0,330
Эффективная мощность,		950	954	961	968
Степень повышения давления		1,506	1,517	1,543	1,549
Степень предварительного расширения		1,968	1,831	1,69	1,675
Максимальная температура цикла, К		1877	1883	1890	1909
Среднее эффективное давление, МПа		1,634	1,668	1,696	1,719
Удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт		0,210	0,201	0,197	0,193

Рис. 2.2. – Влияние максимального давления цикла на параметры и показатели рабочего цикла двигателя при

неизменных м ощности и степени сжатия N и .

Рис. 2.3. – Сопоставление идеальных циклов ДВС со смешанным подводом теплоты при различном значении максимального давления цикла .

На графике можно увидеть изменение положения точки из-за изменения значения максимального давления цикла. Это в свою очередь ведет за собой изменение значений показателей степени повышения давления и степени предварительного расширения . Также сопоставив площади, видим, что , то есть . При , последнее неравенство доказывает, что . Улучшение показателя объясняется доказанным на графике повышением термического КПД цикла .

Таблица 2.5

2.5 Выводы по разделу

С помощью программы «DVS», в результате изменения значений мощности двигателя до 970 кВт, коэффициента избытка воздуха на значение 2,1, степени сжатия на значение 13, степени повышения давления на значение 1,271, предельно допустимого давления сгорания до значения 16,5 МПа, давления наддува до значения 0,330 МПа, в сравнении с двигателем-прототипом, была построена индикаторная диаграмма и высчитаны все показатели в характерных точках цикла. Проектируемый двигатель сравнении с двигателем-прототипом имеет улучшенные значения КПД (0,441 проектируемого двигателя против 0,426 двигателя-прототипа) и удельного эффективного расхода топлива ( 0,193 у проектируемого двигателя и 0,211 у двигателя-прототипа). В связи с этим цель курсового проекта можно считать выполненной.