Построение индикаторной диаграммы. Построение индикаторной диаграммы ДВС производится в координатах  (давление –

 

Построение индикаторной диаграммы ДВС производится в координатах  (давление – объем) или  (давление – ход поршня) на основании данных расчета рабочего цикла.

В начале построения на оси абсцисс откладывается отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе , который в зависимости от величины хода поршня принимаем 1: 1.

Отрезок ОА (мм), соответствующий объему камеры сгорания:

ОА=АВ/(ε -1); (1.54)

ОА = 79, 4/(10, 8-1) = 8, 102 мм.

 

При построении диаграммы масштабы давлений (М_р = 0, 07МПа в мм).

Построение политроп сжатия и расширения можно осуществлять аналитическим или графическим методом. Для аналитического метода точки политроп сжатия и расширения приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Определение точек политроп сжатия и расширения аналитическим методом

№ точки	Ox, мм	OB/Ox	Политропа сжатия			Политропа расширения
				px, Мпа	рх/Mp, мм		px, Мпа	рх/Mp, мм
1	8, 102	10, 8	26, 361	2, 452	35	20, 29	9, 577	136, 8
2	16, 924	5, 2	9, 649	0, 897	12, 8	8, 049	3, 799	54, 3
3	25, 746	3, 4	5, 38	0, 5	7, 1	4, 702	2, 219	31, 7
4	34, 569	2, 5	3, 525	0, 328	4, 7	3, 187	1, 504	21, 5
5	43, 391	2	2, 594	0, 241	3, 4	2, 403	1, 134	16, 2
6	52, 213	1, 7	2, 074	0, 193	2, 8	1, 957	0, 924	13, 2
7	61, 035	1, 4	1, 588	0, 148	2, 1	1, 531	0, 723	10, 3
8	69, 858	1, 3	1, 434	0, 133	1, 9	1, 394	0, 658	9, 4
9	78, 68	1, 1	1, 14	0, 106	1, 5	1, 128	0, 532	7, 6
10	87, 502	1	1	0, 093	1, 3	1	0, 472	6, 7

 

При графическом методе из начала координат проводится луч ОС под углом ° к оси абсцисс, а также лучи OD и OE под определенными углами  и  к оси ординат:

 

; (1.55)

; (1.56)

;

;

 

Политропа расширения строится при помощи лучей ОС и ОЕ. Политропа сжатия строится при помощи лучей ОС и ОD.

Производим построение теоретической индикаторной диаграммы.

При построении действительной диаграммы углы фаз газораспределения принимаются ориентировочно на основе статистических данных для современных четырехтактных автомобильных двигателей.

Таблица 1.2 – Ориентировочные значения углов поворота коленчатого вала, определяющих положение характерных точек действительной индикаторной диаграммы

 

Угол п.к.в. (точка) диаграммы)	Тип двигателя
	Бензиновый
δ 1(r')	20
δ 2(a" )	65
θ (c')	40
Δ φ 1(f)	10
Δ φ 2(zд)	10
Y1 (b')	60
Y2 (a')	25

 

Для нанесения характерных точек действительной индикаторной диаграммы на теоретическую диаграмму используем метод Брикса.

Поправка Брикса:

 

(1.57)

 

где ;  – радиус кривошипа;  – длина шатуна.

Для автомобильных и тракторных двигателей:

λ =(0, 23 - 0, 3);

принимаем: λ = 0, 28.

 

Под индикаторной диаграммой строим вспомогательную полуокружность с диаметром равным ходу поршня. От центра полуокружности в сторону н.м.т. откладываем поправку Брикса. Согласно метода Брикса наносим характерные точки действительной индикаторной диаграммы, затем производим скругление индикаторной диаграммы.

Расчет и построение скоростной характеристики двигателя

 

Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале частот вращения коленчатого вала от  = 780 мин до  = 6600 мин  (значение  = 5500 мин ), где  – частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.

Расчетные точки кривых эффективной мощности и эффективного удельного расхода топлива определяются по следующим зависимостям через каждые 582 мин :

 

	(2.1)
	(2.2)

 

где , ,  – соответственно номинальная эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности ( ), частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности (мин );

, ,  – соответственно эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива ( ), частота вращения коленчатого вала (мин ) в искомой точке скоростной характеристики;

 – коэффициенты, значения которых устанавливаются экспериментально (см. табл. 2.1).

 

Таблица 2.1 – Значение эмпирических коэффициентов для расчета скоростной характеристики двигателя

Эмпирический коэффициент
Значение	1	1	1, 2	1	0, 8

 

 

Точки кривых эффективного крутящего момента (Н м) и часового расхода топлива (кг/ч) определяются по формулам:

 

	(2.3)
	(2.4)

 

Аналогично производим расчеты для остальных значений . Результаты вычислений заносим в таблицу 2.2

Коэффициент приспособляемости К:

 

(2.5)

 

где  – эффективный крутящий момент при номинальной мощности.

 

 

Таблица 2.2 – Расчеты внешней скоростной характеристики.

№ точки	Частота вращения коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики, об/мин	Эффективная мощность, кВт	Эффективный удельный расход топлива,	Эффективный крутящий момент, Н м	Часовой расход топлива, кг/ч
1	780	13, 5	250, 8	165, 4	3, 4
2	1362	25	233, 8	175, 4	5, 8
3	1944	36, 9	221	181, 4	8, 2
4	2526	48, 7	212, 4	184, 2	10, 3
5	3108	59, 8	207, 9	183, 8	12, 4
6	3690	69, 6	207, 6	180, 2	14, 4
7	4272	77, 5	211, 5	173, 3	16, 4
8	4854	82, 8	219, 6	163	18, 2
9	5436	85	231, 9	149, 4	19, 7
10	6018	83, 4	248, 4	132, 4	20, 7
11	6600	77, 5	269	112, 2	20, 8

 

По полученным значениям производим построение внешней скоростной характеристики.

Динамический расчет КШМ двигателя

 

Расчет сил давления газов

 

Сила давления газов, Н:

 

(3.1)

 

где  – атмосферное давление, МПа;

,  – абсолютное и избыточное давление газов над поршнем в рассматриваемый момент времени, МПа;

 – площадь поршня, м²;

 

	(3.2)

 

Величины  снимаются с развернутой индикаторной диаграммы для требуемых φ и заносятся в сводную табл. 3.1 динамического расчета. Соответствующие им силы  рассчитываются по формуле (3.1) и также заносятся в табл. 3.1

Для определения сил  непосредственно по развернутой индикаторной диаграмме, а также для случая, когда на ее координатной сетке строятся графики других сил, масштаб диаграммы пересчитывается. Если кривая  построена в масштабе  (МПа в мм), то масштаб этой же кривой для  будет:

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: