Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна

Вихідні дані:

Хід поршня S = 82 мм. Радіус кривошипу:

, мм, R= мм

Переміщення поршня в залежності від кута повороту кривошипа

, мм,

де φj - кут повороту кривошипа, що відраховується від точки ВМТ осі циліндра в напрямі обертання колінчастого валу за годинниковою стрілкою.

Розрахунок проводиться для значень φj від 0° до 360° з кроком 10° використовуючи таблицю, в якій для заданих φj наведено значення виразу

Результати розрахунків переміщення поршня наведено в таблиці

Кут повороту колінчастого валу φj ° Значення виразу Переміщення поршня Sх, мм
0,0191 0,78
0,0755 3,09
0,1665 6,81
0,2877 11,77
0,4335 17,74
0,5975 24,45
0,7728 31,62
0,9525 38,98
1,13 46,24
1,2997 53,18
1,4568 59,61
1,5975 65,37
1,7191 70,35
1,8197 74,46
1,8985 77,69
1,9549 80,00
1,9887 81,38
81,84
1,9887 81,38
1,9549 80,00
1,8985 77,69

1,8197 74,46
1,7191 70,35
1,5975 65,37
1,4568 59,61
1,2997 53,18
1,13 46,24
0,9525 38,98
0,7728 31,62
0,5975 24,45
0,4335 17,74
0,2877 11,77
0,1665 6,81
0,0755 3,09
0,0191 0,78

1 Висота камери згоряння у верхній мертвій точці

, мм, Hc= мм

де S - хiд поршня у мм.

2 Умовна висота камери згоряння у момент початку розширення

, мм,

де ρ - ступінь попереднього розширення Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна у вiдповiдностi з пунктом .

Для бензинових двигунів ; Hz= Hc=14,11мм

3 Знаходять розрахункові точки по куту повороту кривошипа для проміжних даних тиску на лінії стиску. Для цього приймаються значення кута повороту кривошипа на лінії стиску від 190° до 350° з кроком 10°. Для вказаних кутів повороту за таблицею, заповненою в пункті 6.3, визначаються значення переміщення поршня S→190°...S→350° i вносяться у таблицю.

4 Проміжні значення тиску для процесу стиску визначають за формулою

, МПа,

де n1 - показник політропи стиску у вiдповiдностi до пункту . В якості Sx у розрахункову формулу підставляють значення S →190°...S →350°. Кут повороту колінчастого валу φj0 Переміщення поршня Sп, мм Проміжні значення тиску процесу стиску , МПа
81,38 0,09
80,00 0,09
77,69 0,09
74,46 0,10
70,35 0,10
65,37 0,11
59,61 0,12
53,18 0,14
46,24 0,16
38,98 0,19
31,62 0,24
24,45 0,30
17,74 0,39
11,77 0,51
6,81 0,68
3,09 0,89
0,78 1,09

5 Визначають розрахункові Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна точки по куту повороту кривошипа для проміжних значень тиску на лінії розширення

Для цього приймаються значення кута повороту φj кривошипа на лінії розширення від 350° до 530° з кроком 10°. Вказаним кутам повороту в таблиці відповідають значення переміщення поршня S →10°...S→170° , які вносяться у таблицю.



6. Проміжні значення тиску розширення визначають за формулою

, МПа,

де n2 - показник політропи розширення. Замість Sх у розрахункову формулу підставляють значення S→10°...S→170°.

Результати розрахунку проміжних значень тиску лінії розширення

Кут повороту колінчастого валу φj0 Переміщення поршня Sп, мм Проміжні значення тиску процесу розширення , МПа
0,78 4,16
3,09 3,48
6,81 2,73
11,77 2,09
17,74 1,62
24,45 1,28
31,62 1,03
38,98 0,86
46,24 0,73
53,18 0,64
59,61 0,57
65,37 0,52
70,35 0,48
74,46 0,45
77,69 0,43
80,00 0,42
81,38 0,41

7 За зразком (рис.1) будується в тонких лініях теоретична індикаторна діаграма розрахункового циклу ДВЗ

Використовуючи наступні розрахункові Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна показники: Рa=0,087 МПа; Рc =1,17 МПа; Рz= 4,45 МПа; Рzд =3,78 МПа; Рв = 0,41 МПа; Рс →190°...Рс →350° ;

Рb→ 10°...Рb→ 170° ; S =82 мм; Hс =14,11мм; Hz =14,11мм

8 Проводиться уточнення індикаторної діаграми

Враховуючи значення тисків Рк (пункт 2.3) та Рr (пункт 2.5)

2.3 Тиск середовища, звідки повітря надходить у циліндр.У випадку відсутності наддуву Рк = Р0.

2.5 Тиск залишкових газів у циліндрі двигуна перед початком процесу наповнення при відсутності наддуву

, МПа; Pr= МПа

будують лінії процесів газообміну. Для проведення округлення індикаторної діаграми навколо точок c, z, b та r необхідні значення тиску в камері згоряння для характерних точок с" та b":

; ; =0,12 МПа

МПа МПа

На графіку теоретичної індикаторної діаграми товстими лініями будується дійсна індикаторна діаграма Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна циклу.

Рис. 1. Індикаторна діаграма розрахункового циклу

Рисунок 2– Зразок індикаторної діаграми бензинового двигуна

Рисунок– Індикаторноа діаграма робочого циклу бензинового двигуна з урахуванням газообміну і моменту запалювання робочої суміші

Побудову політроп стиску і розширення та індикаторної діаграми можна також здійснювати графічним способом.

Для цього з початку координат проводять допоміжні промені під кутом α до осі абсцис і під кутами β1 і β2 – до осі ординат. Рекомедується для першого променя використовувати значення tgα = 0,3, а нахил другого і третього променів визначати з залежностей:

; (9.20)

(9.21)

При побудові променів більш зручно відкладати не кути, а їх тангенси.

Побудову політроп стиску і розширення можна починати з будь-якої точки індикаторної діаграми, положення якої Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна визначено з попередніх розрахунків. Проте, як правило, це здійснюють з точок с і z.

При побудові політропи стиску з точки с проводять дві лінії: одну – паралельно осі ординат до перетину з променем, проведеним під кутом α до осі абсцис; другу – паралельно осі абсцис до перетину з віссю ординат. З першої точки перетину під кутом 450 до осі абсцис проводять пряму до перетину з указаною віссю і далі – пряму, паралельну осі ординат.

З другої точки перетину прямої з віссю ординат під кутом 450 до осі проводять пряму до перетину з променем, проведеним під кутом β1.

З останньої точки проводять пряму, паралельну осі абсцис.

Точка перетину прямих Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна, паралельних осям координат, відповідає наступній за точкою с точці політропи стиску.

Далі процес з відшукуванням інших точок політропи здійснюється в описаній раніше послідовності.

Побудова політропи стиску завершується не раніше, ніж буде досягнуто точку а. Через отримані точки проводиться тонкою лінією політропа стиску. Політропу розширення будують, починаючи з точки z, у наведеній послідовності, але з використанням променя, проведеного під кутом β2 . Політропа стиску повинна обов’язково проходити через точку а, а політропа розширення – через точку b.Якщо лінії політроп не будуть проходити через відповідні точки, то потрібно перевірити розрахунки координат точок а і bі повторити побудову вказаних політроп.

З’єднавши Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна точки z, b, а, с, отримують індикаторну діаграму розрахункового циклу.

На рисунку 9.3 схематично зображено діаграму, з якої видно хід побудови індикаторної діаграми для бензинового двигуна графічним способом.

Побудова індикаторної діаграми графічним способом для дизеля мало відрізняється від побудови діаграми для бензинового двигуна. Слід лише мати на увазі, що побудову політропи розширення починають з точки z, а не z’, як у бензинового двигуна.

Рисунок 9.3 – Індикаторна діаграма бензинового двигуна, побудована графічним способом


documentaoogrev.html
documentaoogypd.html
documentaoohfzl.html
documentaoohnjt.html
documentaoohuub.html
Документ Побудова індикаторної діаграми робочого циклу двигуна