Построение индикаторной диаграммы бензинового двигателя

 

1.При построении индикаторной диаграммы ее масштабы рекомендуется выбирать с таким расчетом, чтобы получить высоту диаграммы, равную 1,2…1,7 ее основания (см. рис. 1). Для этого на оси абсцисс откладывается отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня (или удвоенному ходу поршня при малых размерах цилиндра). Отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания, мм:

.

Масштаб давлений (МПа/мм) рекомендуется выбрать:

m_p=0,02; 0,025; 0,04; 0,05;0,07…0,10.

2.По данным теплового расчета на диаграмме откладываются в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках aczbr.

3.Политропы сжатия и расширения строятся аналитическим или графическим методом.

При аналитическом методе вычисления ряда точек политроп для промежуточных объемов Р_х (МПа), расположенных между V_cи V_a, производятся по уравнению политропы :

- для политропы сжатия: ;

- для политропы расширения: .

При графическом методе по наиболее распространенному способу Брауэра построение политроп производится следующим образом:

а) из начала координат проводится луч ОС под произвольным углом α к оси абсцисс. Для получения достаточного количества промежуточных точек на политропах рекомендуется брать α=15⁰;

б) из начала координат проводятся лучи ОД и ОЕ под определенными углами β₁ и β₂к оси ординат. Углы определяются из соотношений:

; ;

в) политропа сжатия строится с помощью лучей ОС и ОД. Из точки С проводится горизонталь до пересечения с осью ординат, из точки пересечения – линия под углом 45⁰ к вертикали до пересечения с лучом ОД, а из этой точки – вторая горизонтальная линия, параллельная оси абсцисс. Затем из точки С проводится вертикальная линия до пересечения с лучом ОС, из точки пересечения под углом 45⁰ к вертикали – линия до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки – вторая вертикальная линия, параллельная 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;

г) политропа расширения строится с помощью лучей ОС и ОЕ аналогично построению политропы сжатия.

 

Рис.1. Построение индикаторной диаграммы методом Брауэра.

 

Диаграмма aczba является расчетной индикаторной диаграммой, из которой P_i (МПа) находим:

,

где F_aczba– площадь диаграммы, мм².

Значение P_i^’, полученное по этой формуле, должно быть равно значению P_i^’, полученному в результате теплового расчета.

Действительная индикаторная диаграмма ac^’c^”z_gb^’b^”a отличается от расчетной, так как в реальном двигателе за счет опережения зажигания рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в ВМТ, повышая давление в конце процесса сжатия; процесс видимого сгорания происходит при изменяющемся объеме.

Действительное давление конца видимого сгорания ; открытие выпускного клапана до прихода поршня в НМТ снижает давление в конце расширения. Положение точки С^’ зависит от угла опережения зажигания, а положение точки С^” ориентировочно определяется по выражению . Расстояние точки Z_д от оси ординат зависит от жесткости работы двигателя и находится в пределах 10…15⁰ поворота кривошипа от ВМТ. Положение точки b^’ определяет угол предварения выпуска, а точку b^” обычно располагают между точками b и a.

Для проверки теплового расчета и правильности построения индикаторной диаграммы находят значение P_i , МПа:

.