Построение индикаторной диаграммы

Построение индикаторной диаграммы осуществляется аналитическим методом.

Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня M_S = 0,85 мм в мм; масштаб давлений M_p = 0,05 МПа в мм.

Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:

мм;

мм.

Из точки O, являющейся началом координат диаграммы, по оси абсцисс откладывается отрезок OA (мм), соответствующий объему камеры сгорания. Далее от точки A по оси абсцисс откладывается отрезок AB, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе M_S. Таким образом, абсцисса A соответствует положению поршня в верхней мертвой точке, а абсцисса B – в нижней мертвой точке.

Максимальная высота диаграммы (точка z)

мм.

Ординаты характерных точек

мм;

мм.

Характерные точки a (B, ); b (B, ); c (A, ); r (A, ); z (A, ) наносятся на диаграмму. Также показывается величина давления окружающей среды p ₀.

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом:

а) политропа сжатия . Отсюда

мм,

где OB = OA + AB = 12,5 + 94 = 106,5 мм;

б) политропа расширения . Отсюда

мм.

Результаты расчета точек политроп приведены в табл. 2.

Таблица 2

№ точек	OX, мм	OB/OX, мм	Политропа сжатия			Политропа расширения
№ точек	OX, мм	OB/OX, мм		Р_x/М_р, мм	Р_x_, МПа		Р_x/М_р, мм	Р_x_, МПа
1	17,6	10,2	24,42	64,62	1,62	18,4	254,24	6,36
2	25,0	7,16	15	39,87	1,00	11,8	163,89	4,10
3	33,0	5,43	10,3	27,21	0,68	8,35	115,80	2,90
4	42,0	4,26	7,35	19,53	0,49	6,16	85,64	2,14
5	51,6	2,90	4,33	14,71	0,37	3,8	66,20	1,65
6	61,6	3,47	5,54	11,53	0,29	4,76	53,04	1,33
7	83,0	1,80	2,25	7,65	0,19	2,09	36,53	0,91
8	105,0	2,16	2,88	5,53	0,14	2,63	27,22	0,68
9	127,0	1,41	1,6	4,26	0,11	1,53	21,45	0,54
10	149,6	1,2	1,29	3,40	0,09	1,26	17,48	0,44

Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитывается достаточно быстроходный двигатель (n = 5400 мин^-1), то фазы газораспределения необходимо устанавливать с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчете. В связи с этим начало открытия впускного клапана (точка r ’) устанавливается за 18º до прихода поршня в в.м.т., а закрытие (точка a²) – через 60º после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b¢) принимается за 55º до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точка a¢) через 25º после прохода поршнем в.м.т. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания q принимается равным 35º, а продолжительность периода задержки воспламенения - Dj₁ = 5º.

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяют положение точек r¢, a ², a ¢, b ¢, с ¢ и f по формуле для перемещения поршня:

где l - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Выбор величины l производится при проведении динамического расчета, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимается l = 0,285.

Расчеты абсцисс точек r ¢, a ², a ¢, b ¢, с ¢ и f сведены в табл. 3.

Положение точки c ” определяется из выражения

МПа;

мм.

Таблица 3

Обозначение точек	Положение точек	j		Расстояние от в.м.т. (AX), мм
r ¢	18º до в.м.т.	18	0,0655	4,32
a ¢	25º после в.м.т.	25	0,1223	8,07
a ²	60ºпосле в.м.т.	120	1,6069	106,06
с ¢	35º до в.м.т.	35	0,2313	15,27
f	30º до в.м.т.	30	0,1697	11,20
b ¢	55º до в.м.т.	125	1,6667	110,00

Действительное давление сгорания

МПа;

мм.

Соединяя плавными кривыми точки r с a ’; c ’ с c ” и далее с z _д и кривой расширения b ’ с b ” (точка b ” располагается обычно между точками b и a) и линией выпуска b ” r ’ r, получим скругленную действительную индикаторную диаграмму ra ’ ac ’ fc ” z _д b ’ b ” r.