3.1 Построение индикаторной диаграммы
Индикаторная
диаграмма строится в координатах
Построение индикаторной диаграммы
двигателя внутреннего сгорания
производится на основании теплового
расчёта.
В
начале построения на оси абсцисс
откладывают отрезок
,
соответствующий рабочему объёму
цилиндра, а по величине равный ходу
поршня в масштабе
,
который в зависимости от величины хода
поршня проектируемого двигателя может
быть принят 1:1, 1,5:1 или 2:1.
Принимаем
Отрезок
соответствующий объёму камеры сгорания,
определяется из соотношения:
При
построении диаграммы выбираем масштаб
давления
.
Затем по данным теплового расчёта на диаграмме откладывают в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках a, c, z, b, r.
По наиболее распространённому графическому методу Брауэра политропы сжатия и расширения строят следующим образом.
Из
начала координат проводим луч ОК под
углом
к оси координат. Далее из начала координат
проводим лучи ОД и ОЕ под углами
к оси координат. Эти углы определяют из
соотношений:
откуда
,
откуда
.
Политропу сжатия строят с помощью лучей ОК и ОД. Из точки С проводят горизонталь до пересечения с осью координат; из точки пересечения строят линию под углом 45° к вертикали до пересечения с лучом ОД, а из этой точки - вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс. Затем из точки С проводят вертикальную линию до пересечения с лучом ОК. Из этой точки пересечения под углом 45° к вертикали проводят 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. Точку два находят аналогично, принимая точку 1 за начало построения.
Политропу расширения строят с помощью лучей ОК и ОЕ, начиная от точки z, аналогично построению политропы сжатия. Критерием правильности построения политропы расширения является приход её в ранее нанесённую точку b.
После
построения политропы сжатия и расширения
производят скругление индикаторной
диаграммы с учётом предварения открытия
выпускного клапана и нарастания давления,
а также наносят линии впуска и выпуска.
Для этой цели под осью абсцисс проводят
на длине хода поршня S
как на диаметре полуокружность радиусом
R
= S
/ 2. Из геометрического центра
в сторону НМТ откладывают отрезок:
где L - длина шатуна по прототипу.
При
скруглении индикаторной диаграммы из
центра
проводят луч
под углом
соответствующим предварению открытия
выпускного клапана. Полученную точку
,
соответствующую началу открытия
выпускного клапана, сносим на политропу
расширения (точка
).
В результате указанных построений получается действительная индикаторная диаграмма.
3.2 Развёртка индикаторной диаграммы в координатах
Развёртку
индикаторной диаграммы выполняют справа
от индикаторной диаграммы. Ось абсцисс
развёрнутой диаграммы располагают по
горизонтали на уровне линии
индикаторной диаграммы. Длина графика
(720° ПКВ) делится на 24 равных участка,
которые соответствуют определённому
углу поворота коленчатого вала. Каждую
точку на линии абсцисс нумеруют (0°, 30°,
60° ПКВ). По наиболее распространённому
способу Ф. А. Брикса дальнейшее перестроение
индикаторной диаграммы ведём в следующей
последовательности.
Полученную полуокружность делим вспомогательными лучами из центра на 6 равных частей, а затем из центра Брикса проводят линии, параллельные вспомогательным лучам, до пересечения с полуокружностью.
Вновь
полученные точки на полуокружности
соответствуют определённым углам φ
ПКВ. Из этих точек проводим вертикали
до пересечения с соответствующими
линиями индикаторной диаграммы. Развёртку
индикаторной диаграммы начинают,
принимая за начало координат положения
поршня в ВМТ в начале такта впуска. Далее
для каждого значения угла
на индикаторной диаграмме определяют
величину давления в надпоршневой полости
и заносят в таблицу.
Полученные точки на графике соединяют в плавную кривую.