6. Построение индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма ДВС (рис.1) строится с использованием данных расчета процессов рабочего цикла двигателя. При построении диаграммы необходимо выбрать масштаб с таким расчетом, чтобы получить высоту равной 1,2... 1,7 ее основания.

В начале построения на оси абсцисс (основание диаграммы) в масштабе откладывается отрезок

S_а = S_с + S = 8+120 = 128 , мм (2.14)

где S – рабочий ход поршня (от ВМТ до НМТ).

Отрезок S_с, соответствующий объему камеры сжатия (V_с), определяется по выражению

S_с = S / - 1 = 120/16,5 – 1 = 8 , мм (2.15)

Отрезок S соответствует рабочему объему V_h цилиндра, а по величине равен ходу поршня. Отметить точки, соответствующие положению поршня в ВМТ, точки А, В, НМТ.

По оси ординат (высота диаграммы) откладывается давление в масштабе 0,1 МПа в миллиметре.

На линии ВМТ наносятся точки давлений р_г, р_с, р_z.

На линии НМТ наносятся точки давлений р_а, р_в.

Для дизельного двигателя необходимо еще нанести координаты точки, соответствующей концу расчетного процесса сгорания. Ордината этой точки будет равна р_z, а абсцисса определяется по выражению

S_z = S_с  =8×1,25=10 , мм. (2.16)

Построение линии сжатия и расширения газов можно проводить в такой последовательности. Произвольно между ВМТ и НМТ выбирается не менее 3 объемов или отрезков хода поршня V_х1, V_х2, V_х3 (или S_х1, S_х2, S_х3) и подсчитывается давление газов на линии сжатия

(2.17)

, МПа

На линии расширения

(2.18)

, МПа

Все построенные точки плавно соединяются между собой.

Затем производится скругление переходов (при каждом изменении давления на стыках расчетных тактов), учитываемое при расчетах коэффициентом полноты диаграммы.

2.7 Определение среднего индикаторного давления по индикаторной диаграмме

Среднее теоретическое индикаторное давление р'_i представляет собой высоту прямоугольника, равного площади индикаторной диаграммы в масштабе давления:

, МПа (2.19)

где F_i- площадь теоретической индикаторной диаграммы, мм², ограниченная линиями ВМТ, НМТ, сжатия и расширения, может быть определена с помощью планиметра, методом интегрирования, либо другим способом;

S - длина индикаторной диаграммы (ход поршня), мм (расстояние между линиями ВМТ, НМТ);

_p - масштаб давления, выбранный при построении индикаторной диаграммы, МПа / мм.

Действительное индикаторное давление:

р_i = р_i΄ ∙ φ_п = 1,36×0,92 = 0,44 , МПа (2.20)

где _п - коэффициент неполноты площади индикаторной диаграммы; учитывает отклонение действительного процесса от теоретического (скругление при резком изменении давлений, для карбюраторных двигателей _п =0,94.. .0,97; для дизелей _п = 0,92.. .0,95);

р = р_r - р_а - среднее давление насосных потерь в процессе впуска и выпуска для двигателей без наддува.

После определения р_i по индикаторной диаграмме сравнивают его с ранее подсчитанным (формула 1.4) и определяют расхождение в процентах.

Среднее эффективное давление р_е равно

р_е = р_i – р_мп = 0,44 – 0,20 = 0,24 , МПа (2.21)

где р_мп определено по формуле 1.6.

= (2,1×2,08×2×2000)/(30×4) = 16,64 кВт (2.22)