5. 2. Графический метод построения

При графическом методе, по наиболее распространенному способу Брауэра, политропы сжатия расширения строят следующим образом (рис. 2).

Из начала координат проводят луч ОС под произвольным углом, а к оси абсцисс (для получения достаточного количества точек на политропах) рекомендуется брать α = 15°. Далее из начала координат проводят лучи OD и ОЕ под определенными углами β₁ и β₂ к оси ординат. Эти углы определяют из соотношений

;

.

Политропу сжатия строят с помощью лучей ОС и ОВ. Из точки с проводят горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки пересечения — линию под углом 45° к вертикали до пересечения с лучом ОО, а из этой точки — вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс. Затем из точки с проводят вертикальную линию до пересечения с лучом ОС; из точки пересечения — под углом 45° к вертикали линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки — вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией. Точка пересечения этих линий будет промежуточной точкой 1 политропы сжатия. Точка 2 находится аналогичным путем при выборе точки 1 за начало построения.

Политропу расширения строят с помощью лучей ОС и ОЕ, начиная от точки z, аналогично построению политропы сжатия.

Рис. 2. Построение индикаторной диаграммы дизеля графическим методом

Для проверки правильности расчетов и построения планиметрируется индикаторная диаграмма (без учета насосных ходов) и определяется среднее индикаторное давление

,

где F – площадь индикаторной диаграммы, мм²;

l – длина индикаторной диаграммы, мм;

μ_р – масштаб давления, МПа/мм.

Отклонение среднего индикаторного давления, определен­ного по диаграмме, от расчетного не должно превышать 0,025 МПа, то есть порядка 3%.

6. Построение скоростной характеристики

Скоростная характеристика двигателя строится в левом нижнем углу первого листа. Она должна вписываться в размер формата А3.

Для расчета и построения кривых эффективной мощности и эффективного удельного расхода топлива используются эмпирические формулы:

для дизелей

,

;

для карбюраторных двигателей

,

,

где N_H и n_H – номинальная мощность и номинальная частота вращения дизеля;

g_eн – эффективный удельный расход топлива при N_H;

N_MAX и n_H – максимальная мощность и максимальная частота вращения карбюраторного двигателя;

g_eN – эффективный удельный расход топлива при N_MAX;

n_X – расчетные (текущие) частоты двигателя;

а, b, с, a₁, b₁, c₁ – опытные коэффициенты (таблица 3).

Таблица 3

Значение опытных коэффициентов

Тип двигателя	а	b	c	a1	b1	c1
Дизели:
с неразделенной камерой сгорания	0,87	1,13	1,0	1,55	l,55	1,0
с вихревой камерой	0,7	1.3	1.0	1,35	1,35	1,0
с предкамерой	0,6	1,4	1,0	1,2	1,2	1,0
Карбюраторные двигате­ли	1,0	1,0	l,0	1,2	1,0	0,8

Рис. 3. Скоростная характеристика карбюраторного двигателя

Рис. 4. Скоростная характеристика дизельного двигателя:

Крутящийся момент (Н·м) и часовой расход топлива (кг/ч) находятся по формулам:

Здесь N_EX в кВт, n_X в мин^-1, g_EX в г/кВт·ч.

Расчеты выполняются для 8 – 12 скоростных режимов двигателя от n_min (600 … 800 мин^-1) до n_Н (n_N) через 200 … 300 мин^-1.

Для построения регуляторных ветвей характеристики дизеля следует задаться степенью неравномерности вращения двигателя (δ = 0,05 … 0,1) или принять ее по прототипу и определить максимальную частоту вращения:

.

Расход топлива на максимальной частоте вращения принимается:

G_TXX = (0,17…0,2)·G_TH.

В записке дается пример расчета для какого-либо одного скоростного режима. Результаты расчетов помещают в таблицу.

	Частота вращения, мин-1
	nX1 = nMIN	nX2	nX3	…	nH (nN)	nМАХ
Nex, кВт
МХХ, Н·м
gех, г/кВт·ч
GTX, кг/ч

По данным расчетов строятся кривые скоростной характеристики. Скоростная характеристика карбюраторного двигателя представлена на рис. 3, дизельного двигательного двигателя – на рис. 4. Отмечаются точки М_мах, g_emin и соответствующие им числа оборотов. Для дизеля должны быть построены регуляторные ветви скоростной характеристики.

Необходимо отметить, что приведенные выше эмпирические формулы и относительные внешние скоростные характеристики в ряде случаев дают результаты, существенно отличающиеся от действительных значений N_e и g_e, полученные путем испытания двигателей на тормозных установках. Поэтому формулами и соотношениями допустимо пользоваться только в учебных целях.

При построении скоростных характеристик используют масштаб, при котором 10 мм соответствует величинам:

частота вращения при nmax, об/мин,
< 1600 ………………………………………	100
1600 … 3200 ……………………………….	200
> 3200 ………………………………………	250
часовой расход топлива при Gт max, кг/ч,
< 10 ………………………………………...	0,5
10 … 20 …………………………………….	1
> 20 …………………………………………	2
эффективная мощность при Ne max, кВт,
< 100 ………………………………………..	5
> 100 ………………………………………..	10
крутящий момент Me, Нּм, ……………………..	50
удальный расход топлива ge, г/кВтּч, ………….	50

Приложение 1