 |
Построение индикаторной диаграммы
|
|
|
|
Построение индикаторной диаграммы производится по результатам теплового расчета в координатах р-V. Существует несколько рекомендаций построения индикаторной диаграммы. Воспользуемся способом, который позволяет не только построить индикаторную диаграмму в координатах р-V, но и в дальнейшем легко развернуть ее в координаты р-φ.
Сначала строим оси координат и наносим на них шкалы. Соотношение масштабов по осям принимаем так, чтобы высота диаграммы превышала ее основание примерно в 1,5 раза. По оси ординат через равные промежутки промежутки наносим шкалу давления газов от 0 до величины, несколько большей р z (масштаб μ р z =0,05 МПа/мм).
По оси абсцисс рекомендуется используем две шкалы. Одна шкала объема V занимаемого газом в цилиндре двигателя с нулем в точке О, точке пересечения осей р и V. Другая шкала Sх/S, облегчающая построение, с нулем в ВМТ и единицей в НМТ. Отрезок соответствующий рабочему объему цилиндра или ходу поршня на оси абсцисс принимается за условную единицу равную отношения перемещения поршня Sх от ВМТ к ходу поршня S. Нанесение шкал начинаем с построение отрезка АВ (для удобства построения его величину берём равной 200 мм), затем отложить отрезок ОА соответствующий объему камеры сгорания равный
; (64)
и для дизельных двигателей отрезок 
равный
. (65)
После построения шкал по данным теплового расчета на диаграмме откладываем в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках a, c, z ’, z, b и r.
Построение политроп сжатия и расширения мы производим аналитическим методом. При построении координаты промежуточных точек рассчитываются по уравнению политропы 
.
Для политропы сжатия
|
|
|
; (66)
Для политропы расширения
. (67)
В курсовой работе значения 
берём через 
=20о поворота коленчатого вала от точки r. Причем достаточно произвести расчет для =(0...180), что соответствует ходу поршня 
.
Учитывая, что 
и 
имеем 
.
Полученные результаты заносим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Результаты расчетов для построения индикаторной диаграммы
| Vx=V/Va | 1,00 | 0,67 | 0,50 | 0,33 | 0,20 | 0,13 | 0,10 | 0,09 | 0,07 |
| 1/Vx | 1,00 | 1,50 | 2,00 | 3,00 | 5,00 | 8,00 | 10,00 | 10,64 | 15,00 |
| расширение | 0,32 | 0,53 | 0,77 | 1,28 | 2,44 | 4,41 | 5,84 | 6,31 | 6,31 |
| выпуск | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 | 0,13 |
| впуск | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,13 |
| сжатие | 0,08 | 0,14 | 0,20 | 0,33 | 0,62 | 1,13 | 1,50 | 1,62 | 3,79 |
Используя шкалу Sх/S, наносим промежуточные точки политроп сжатия и расширения, соединяя их плавными кривыми, являющиеся соответственно политропой сжатия ac и политропой расширения zb. Соединив, тонкими линиями все расчетные точки, получаем расчетную индикаторную диаграмму. При расчете и построении индикаторной диаграммы используем лицензированный программный продукт «EXCEL».
Для получения действительной индикаторной диаграммы "скругляем" расчетную диаграмму на участках, изображающих процессы сгорания и впуска-выпуска, так как показано на рисунке, с учетом углов впрыска и воспламенения топлива, открытия и закрытия клапанов.
Расчет развёрнутой индикаторной диаграммы
Исходные данные
число цилиндров 4
n1=1.35
Pz=10,38 МПа 
Pb=0.44 МПа n=1840
Pr=0.13 МПа D=0.10S=0.9
Pa=0.12 МПа
n2=1.25
Pc=5,87 МПа
Степень сжатия 
17, степень предварительного расширения 
1,34
| впус | 0 | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 |
| сжат | 360 | - | 340 | 320 | 300 | 280 | 260 | 240 | 220 | 200 | - |
| расш | - | 370 | 380 | 400 | 420 | 440 | 460 | 480 | 500 | 520 | 540 |
| вып | 720 | - | 700 | 680 | 660 | 640 | 620 | 600 | 580 | 560 | - |
| - | 0 | 0,00 | 0,00 | 0,02 | 0,03 | 0,05 | 0,07 | 0,09 | 0,10 | 0,11 | 0,11 |
| - | 0 | 0,01 | 0,04 | 0,15 | 0,30 | 0,48 | 0,65 | 0,80 | 0,91 | 0,98 | 1,00 |
| - | 15 | 13,21 | 9,76 | 4,93 | 2,87 | 1,94 | 1,48 | 1,23 | 1,09 | 1,02 | 1,00 |
| впук. | 0,12 | - | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 |
| сжат. | 3,79 | - | 1,77 | 0,70 | 0,34 | 0,20 | 0,14 | 0,11 | 0,09 | 0,08 | - |
| расш. | - | 6,32 | 5,67 | 2,39 | 1,21 | 0,74 | 0,52 | 0,41 | 0,36 | 0,33 | 0,32 |
| вып. | 0,12 | - | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,12 | 0,22 | - |
|
|
|
Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме
В кривошипно-шатунном механизме действуют силы от давления газов Fr, динамические силы, выраженные через фиктивные силы инерции Fj и центробежные K¢¢, силы трения и полезного сопротивления.
|
|
|
12 |
