double arrow

Побудова індикаторної діаграми



Індикаторну діаграму будують у вигляді залежності зміни тиску Р у циліндрі двигуна від зміни об’ємів V під час переміщення поршня на підставі результатів, визначених у тепловому розрахунку, на стандартному аркуші паперу(міліметрівці) формату А4 (рис.1,2).

Для побудови попередньо вибирають масштаб тисків і об’ємів, який доцільно брати таким, щоб висота діаграми дорівнювала 1,5…1,8 її ширини.

Беручи масштаб повного об’єму, мм:

 

(69)

 

дістаємо масштаб об’єму камери стиску Vc і робочого об'єму циліндра Vh виходячи зі співвідношення

 

(70)

 

(71)

 

У вибраних масштабах проводять горизонталь, що відповідає атмосферному тиску Р0 і наносять здобуті в результаті теплового розрахунку значення тисків:

по ординаті, що відповідає нижній мертвій точці (НМТ) – Ра та Рв;

по ординаті, що відповідає, верхній мертвій точці (ВМТ) – Рr та Рc, для бензинових Рz і - для дизельних двигунів.

Крім того, для дизельних двигунів на відстані від початку координат відкладають значення ( див.рис.2).

Політропи стиску і розширення будують аналітичним і графічним способами.

За аналітичним способом користуються рівнянням




 

(72)

 

Для політропи стиску

 

(73)

 

звідки

 

(74)

 

де Рх і Vx – відповідно тиск і об’єм шуканої точки політропи.

Задаючись значеннями у межах від одиниці до вибраного ступеня стиску ε, визначають відповідні значення Рх політропи стиску.

Аналогічно для політропи розширення

 

(75)

 

звідки

(76)

 

Для дизельних двигунів значення беруть у межах від 1 до δ.

За графічного способу побудови політроп користуються методом Брауера. Для цього з початку координат під кутом α = 15…20º до осі абцис проводять промінь OD, а під кутами β1 та β2 до осі ординат – два промені OE і OF.


Рисунок 1. Приклад побудови справжньої Рисунок 2. Приклад побудови справжньої

індикаторної діаграми бензинового двигуна індикаторної діаграми дизельного двигуна

 

 


 

Кути β1 та β2 знаходять так:

політропа стиску

 

(77)

 

політропа розширення

 

(78)

 

де n1 і n2 – показники політропи стиску та розширення (табл.2).

 

Політропи стиску та розширення будують з точок C і Z. Щоб побудувати політропу з точки C, проводять лінію, паралельну осі абцис, до перетину з віссю ординат і далі під кутом 45º - до перетину з кутом OE, звідки проводять горизонтальну лінію у зворотньому напрямі. Потім із точки C проводять униз паралельно осі ординат лінію по перетину з променем OD, далі під кутом 45º до вертикалі – до перетину з віссю абцис. Звідси проводять перпендикуляр до перетину з раніше проведеною горизонтальною лінією. Точка перетину цих двох ліній дає шукану точку політропи стиску. Щоб знайти наступні точки політропи, побудову виконують аналогічно з останньої знайденої побудови точки доти, допоки чергова точка не розміститься правіше від точки A. Через знайдені точки проводять тонку криву лінію, що є політропою стиску.



Політропу розширення будують з точки Z тим самим способом, але використовуючи промінь OF, проведений під кутом β2 до осі ординат.

Лінії стиску і розширення обов’язково мають проходити відповідно через точки A та B. Якщо хоча б одна з цих точок буде не на лінії, треба перевірити побудову й обчислення та усунути помилки. З’єднавши лініями навесні розрахункові точки, дістаємо індикаторну діаграму розрахункового циклу.

Щоб побудувати діаграму справжнього циклу, на побудовану діаграму наносять точки, що відповідають справжньому початку згоряння та випуску відпрацьованих газів. У реальному двигуні внаслідок випередження запалювання або впорскування палива (точка ) робоча суміш займається до приходу поршня у ВМТ, і тиск починає підвищуватися. Внаслідок цього політропа стиску справжнього циклу починаючи з точки дістає крутіший підйом і приходить у точку , що розміщена вище за розрахункову точку С.

Орієнтовно

 

(79)

 

Справжній процес згоряння для бензинових двигунів здійснюється за змінного об’єму циліндра, тому наростання тиску піде по лінії .

Справжній тиск у кінці згоряння

 

(80)

 

Точка, яка відповідає цьому тиску, розміщується на 8…12 º після ВМТ на лінії розширення і з’єднується з точкою з невеликим закругленням (див.рис.1).

Для дизельних двигунів (змішаний цикл) справжній стиск у кінці згоряння не знижується порівняно з розрахунковим. Тому наростання тиску піде по лінії , а після точок роблять невелике округлення (рис.2).

У справжньому циклі відкриття випускного клапана роблять з випередженням у точці , тому точка , що характеризує зниження тиску в НМТ, розміщується приблизно на половині відстані між точками A та B, а закруглення починають від точки (рис.1, 2).

Сполучивши точки та R, а також R і А, як показано на рис. 1, 2, закінчуємо побудову і жирною лінією виділяємо індикаторну діаграму справжнього циклу.

 



Сейчас читают про: