 |
Учебный вопрос№ 2. Индикаторная диаграмма. Рисунок 1.2 Индикаторная диаграмма . Фазы газораспределения
|
|
|
|
Учебный вопрос№ 2
Индикаторная диаграмма
Дизель, в котором рабочий цикл совершается за четыре такта, называется четырехтактным. Цилиндр 1 такого дизеля, находящийся в блоке цилиндров 6, закрыт крышкой 10, в которой расположены топливная аппаратура 8, клапаны 7 для впуска свежего воздуха и клапаны 9 для выпуска отработавших газов. Клапаны открываются с помощью специального газораспределительного механизма, приводимого в действие коленчатым валом дизеля.
Рассмотрим рабочий цикл четырехтактного дизеля.
Рисунок 1. 2 Индикаторная диаграмма
Такт 1 — наполнение. При движении поршня 2 от верхней мертвой точки (в. м. т. ) вниз специальный распределительный механизм открывает впускной клапан 7, и воздух заполняет полость цилиндра. Впускные клапаны открываются чуть раньше прихода поршня в в. м. т. — точка r" на индикаторной диаграмме под цилиндром (рисунок1. 2а). В точке r давление меньше, чем во впускном канале трубопровода (давление Рк), но больше атмосферного Ро. Процесс впуска воздуха в цилиндр описывается линией r" rr'am. Когда поршень придет в нижнюю мертвую точку (н. м. т. ), распределительный механизм закроет впускной клапан. Такт 1 закончен. Произошло наполнение цилиндра зарядом свежего воздуха.
Такт 2 — сжатие. Поршень движется от н. м. т. (точка а) к в. м. т. Заряд свежего воздуха сжимается до давления и температуры, обеспечивающих надежное воспламенение топлива, поданного в цилиндр через топливную аппаратуру 8— этому соответствует линия ас. Топливо подается в точке n (рисунок 1. 2б), горение начинается в точке n' еще до прихода поршня в в. м. т.
Такт 3 — рабочий ход (расширение). Поршень движется от в. м. т. к н. м. т. под действием образовавшихся газов — линия czz'b'b (рисунок 1. 2в). Температура образованных газов достигает 1700—1900 °C, давление повышается до 90-105 Па. В цилиндре 1 происходит расширение газов, во время которого теплота преобразуется в механическую работу — в перемещение поршня 2, а затем кривошипно-шатунным механизмом 4, 5 — во вращение коленчатого вала 3.
|
|
|
Такт 4 — выхлоп (выпуск) газов. Выпускные клапаны 9 открываются на такте расширения (в точке b', рисунок 1. 2г), когда давление в цилиндре еще достаточно высокое. Это уменьшает сопротивление движению поршня к н. м. т. и улучшает очистку цилиндра. На индикаторной диаграмме выпуск происходит по линии b'br" rr'. В точке r рабочий цикл завершается.
Индикаторная диаграмма делает процесс наглядным и, кроме того, позволяет определить работу, совершаемую рабочим телом за цикл. Заштрихованная площадь диаграммы, измеренная в определенном масштабе, показывает полезную работу. Если же эту площадь изобразить в том же масштабе в виде прямоугольника с основанием Vh, то высота этого прямоугольника даст среднее индикаторное давление. Площадь между линиями наполнения rа и выпуска b'r — отрицательная работа, затрачиваемая в цилиндре на преодоление сопротивлений во всасывающей и выпускной системах. В рабочем цикле (четыре хода поршня) один такт рабочий, а три — вспомогательные, совершающиеся с затратой энергии.
Учебный вопрос № 3
Фазы газораспределения
Рисунок 1. 14 Фазы газораспределение
Впускные клапаны (рисунок 1. 3) начинают открываться за 57° до в. м. т., а закрываются через 28°после н. м. т., т. е. они открыты в течение 265°. В этот период происходит наполнение цилиндра свежим воздушным зарядом. Выпускные клапаны открываются за 59, 5° до н. м. т. и закрываются через 40, 5° после в. м. т., т. е. они открыты в течение 280°. Опережение открытия и запаздывание закрытия клапанов позволяют улучшить очистку цилиндра от отработавших газов и заполнение его свежим воздухом. Сжатие воздуха, поступившего в цилиндр, начинается после закрытия впускных клапанов и продолжается до момента достижения поршнем верхнего крайнего положения (в. м. т. ). Несколько ранее конца процесса сжатия при повороте коленчатого вала за 25° до в. м. т. начинается впрыскивание топлива в цилиндр, которое воспламеняется и горит, в это время рабочему телу (смеси продуктов сгорания и воздуха) сообщается тепловая энергия. После того, как поршень пройдет в. м. т., начинается расширение рабочего тела (рабочий ход). Расширение продолжается до начала открытия выпускных клапанов. В конце расширения после открытия выпускных клапанов начинается выпуск отработавших газов из цилиндра, который продолжается затем в течение всего хода поршня вверх до в. м. т. и далее до момента закрытия выпускных клапанов. Из цилиндра по выпускному трубопроводу (коллектору) отработавшие газы направляются к газовой турбине турбокомпрессора.
|
|
|
Из диаграммы видно, что в течение примерно 98° поворота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны открыты одновременно. В это время происходит «продувка» пространства над поршнем для лучшей очистки от продуктов сгорания. Затем снова происходят наполнение цилиндра воздухом, сжатие его и т. д. — цикл повторяется снова.
|
|
|
