5. Построение индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма (рис. 1) должна быть построе­на в координатах р - V. Существует несколько рекомендаций построения индикаторной диаграммы.

5. 1. Аналитический метод построений

Метод позволяет в дальнейшем, используя схему кривошипно-шатунного механизма, графи­ческим путем контролировать правильность расчетов по оп­ределению сил, действующих в кривошипно-шатунном меха­низме. В этом случае рабочий объем цилиндра V_h по оси абсцисс откладывается в мм, численно равным ходу поршня (для больших значений S – в два раза меньше). Объем ка­меры сгорания в миллиметрах будет:

.

Рис. 1. Индикаторная диаграмма дизельного двигателя

Рекомендуется принимать масштаб давления в 1 мм - 0,02 или 0,03 МПа. По оси давлений откладывается значе­ние р_а и проводится прямая, параллельная оси объемов. За­тем наносятся характерные точки диаграммы, которые реко­мендуется обозначать r, а, с, z΄, z, b.

Промежуточные точки политроп сжатия и расширения (8 – 10 точек) определяются по уравнениям, заменив в них отношение объемов отношениями отрезков:

для политроп сжатия	;
для политроп расширения	.

Расчетные значения промежуточных точек политроп сжатия и расширения заносят в таблицу 2.

После нанесения точек на диаграмму их соединяют плавными кривыми, характеризующими политропы сжатия и расширения. Линии, характеризующие процессы впуска и выпуска, проводятся условно по возможности ближе к линии давления р₀. Расчетная диаграмма выполняется тонкими ли­ниями. Для получения действительной индикаторной диа­граммы выполняются округления, как это рекомендуется в литературе.

В карбюраторных двигателях положение точки с΄ (начало скругления в конце сжатия) определяется углом опережения зажигания (по прототипу), а положение точки с΄΄ (конец скругления) может быть определено из выражения . Действительное давление газов в конце видимого сгорания принимается . Скругле­ние на индикаторной диаграмме дизеля должно быть таким, чтобы явно был выражен подвод тепла при постоянном дав­лении (z_Д, z). От точки с΄΄ процесс сгорания изображается прямой, наклоненной под углом 1…2 ° по углу поворота коленчатого вала. Начало скругления на выпуске (точка b΄) выполняется с момента открытия выпускного клапана (по прототипу). Точка b΄΄ располагается примерно на половине расстояния между точками b и a.

В четырехтактном цикле дизеля точка с΄ является началом видимого сгорания и положение ее определяется по углу опережения впрыска топлива (по прототипу). Конец скругления (точка с") можно найти из выражения . Наклон линии скругления выполняется так, чтобы не было слияния в вертикальной линией сz_Д. Скругле­ние на индикаторной диаграмме дизеля должно быть таким, чтобы явно был выражен подвод тепла при постоянном дав­лении. Скругления на выпуске (точка b΄) выполняется так же, как для карбюраторного двигателя.

Угол опережения зажигания и угол опережения впрыска принимается по характеристике двигателя прототипа.

Таблица 2

Расчетные данные для построения индикаторной диаграммы

Объем	VX1 = VA	VX2	VX3	…	VX = ρּVC	VXN = VC
Процесс сжетия
	1
	1
Процесс расширения
	1

На индикаторной диаграмме двигателя следует нанести точки газораспределения и построить круговую диаграмму фаз газораспределения.