1.8.1 Выбор масштаба и расположение характерных точек на диаграмме
Диаграмма строится на миллиметровой бумаге в координатах P — V. Масштаб рекомендуется выбирать таким образом, чтобы высота диаграммы была в 1,2... 1,7 раза выше её основания.
Определение
величины отрезка АВ,
мм,
соответствующего
рабочему объёму цилиндра -
,
а по величине равному ходу поршня - S
в
масштабе
,
по
формуле:
(1.53)
где - масштаб хода поршня.
Определение
величины отрезка ОА,
мм, соответствующего объёму камеры
сгорания
по формуле:
ОА =
(1.54)
Определение величины отрезка ZZ', мм, характеризующую степень предварительного расширения (для дизельных двигателей) по формуле:
(1.55)
Полученные отрезки откладывают в принятом масштабе на оси абсцисс (см. рис. 1).
Выбрав
на оси ординат масштаб давлений, по
данным теплового расчёта откладывают
величины
,
,
,
,
*,
,
и
.
Давление
,
первое
из них соответствует точке
на оси абсцисс, второе точке
.
Примечание. * - относится к дизельным двигателям.
1.8.2 Построение линии сжатия и линии расширения
Промежуточные
точки кривых сжатия и расширения
определяются из условия, что каждому
значению
на оси абсцисс соответствует следующее
значение давлений:
*для политропы сжатия:
(1.56)
•для политропы расширения:
(1.57)
где
и
-
мгновенные
значения давления и объёма.
Входящие
в эти уравнения отношения объёмов
определяются по отношению соответствующих отрезков на оси
абсцисс.
С учётом реальных процессов, происходящих в двигателе, расчётная (теоретическая) индикаторная диаграмма скругляется с целью приближения её к действительной (см, рис. 1).
Рис. 3 - Индикаторная диаграмма дизельного двигателя с наддувом.
1.9 Расчёт индикаторных показателей
1.9.1 Теоретическое среднее индикаторное давление
Среднее
индикаторное давление
,
МПа, - это значение условного постоянного
давления в цилиндре двигателя, при
котором работа, произведённая рабочим
телом за один такт, равнялась бы
индикаторной работе цикла.
Площадь
не скруглённой индикаторной диаграммы
в определённом масштабе выражает
теоретическую расчётную работу газов
за один цикл двигателя. Эта работа,
отнесённая к ходу поршня, - теоретическое
среднее индикаторное давление
,
МПа.
На основании зависимостей термодинамики, из выше сказанного, следует:
(1.58)
где - среднее индикаторное давление не скруглённой
диаграммы, МПа;
-
индикаторная
работа, Дж;
-
работа изобарного и политропного
расширения, Дж;
-
работа
политропного сжатия, Дж;
- рабочий объём цилиндра, л.
Выполнив подстановки и преобразования, получим:
• для карбюраторного двигателя:
(1.59)
• для дизельного двигателя:
(1.60)
1.9.2 Действительное среднее индикаторное давление.
Площадь
скруглённой индикаторной диаграммы в
определённом масштабе выражает
действительную работу газов за один
цикл двигателя Pi,
МПа.
Среднее индикаторное давление Pi
действительного
цикла меньше среднего индикаторного
давления
расчётного цикла. При этом уменьшение
среднего индикаторного давления
оценивается коэффициентом полноты
диаграммы
.
С учётом сказанного, действительное среднее индикаторное давление для четырехтактных двигателей определяется по формуле:
(1.61)
где v - коэффициент полноты индикаторной диаграммы. Его принимают равным [2]:
• для карбюраторных двигателей - от 0,94 до 0,97;
• дня дизельных двигателей - от 0,92 до 0,95;
«для двухтактных двигателей с петлевой продувкой - /,
• для двухтактных двигателей с клапанно-щелевой продувкой - от 0,92 до 0,97.
В двухтактных двигателях , определённое по не скруглённой диаграмме для полезной части хода поршня ,т. е.:
(1.62)
где
-
часть
хода поршня, соответствующая продувке
и характеризующая долю потерянного
объёма, (
принимают
равной от 0,12 до 0,25).
При
работе двигателя на номинальном режиме
значение
,
MПa,
для современных автотракторных
двигателей, находится в следующих
пределах [2].
• для четырехтактных двигателей с искровым зажиганием без наддува, работающих на бензине (карбюраторные, с впрыском легкого топлива, форкамерно-факельные) - от 0,8 до 1,2;
• для четырёхтактных газовых двигателей с искровым зажиганием - от 0,5 до 0,7;
• для четырёхтактных дизелей без наддува - от 0,75 до 1,05;
•для автотракторных дизелей с низким и средним наддувом значения находятся в пределах от 1,2 до 1,5 МПа.
• для четырехтактных дизелей с высоким наддувом и промежуточным охлаждением воздуха после компрессора - до 2.2;
• для двухтактных карбюраторных двигателей с кривошипно-камерной продувкой - от 0,25 до 0,45;
• для двухтактных дизелей без наддува - от 0,35 до 1,2;