Построение индикаторной диаграммы

Индикаторную диаграмму поршневого двигателя строят по результатам теплового расчета аналитическим или графическим метолом. При этом используют расчетные значения давлений в характерных точках диаграммы:

Эти точки наносятся на диаграмму. При этом объем Vc выбирается произвольно, другие подсчитываются через него. На вертикальной линии, определяющей объем Vc, в принятом масштабе от оси абсцисс откладывают значения давлений газов Pr, Pc, Px, а на вертикальной линии, ограничивающей объем Vh, откладывают давления газов Pa и Pb. Затем строится политропа сжатия по уравнению.

и политропа расширения

,

где Pi и Vi- текущие значения давления в цилиндре двигателя и объема надпоршневого пространства.

Действительная диаграмма в отличие от теоретической в конце расширения будет иметь меньшее давление, чем Рb, так как в точке g начинается открытие выпускных клапанов. При расчете его можно считать приблизительно равным Рx.

Процесс горения в цилиндре двигателя начинается до прихода поршня в В.М.Т., поэтому давление газов в конце хода сжатия будет больше РС. Приблизительно его значение определяется по давлению в точках е и z

Для дизельных двигателей точка с максимальным значением Рd берется обычно по середине отрезка zz’. Остальные точки (f, k, g ) располагаются так, чтобы площадь действительной диаграммы afedkgxa составляла 0,92 .0,97 площади теоретической диаграммы acz'zba.

Приведенные значения коэффициента полноты диаграммы (φп = 0,92 .0,97, для 2-х тактных двигателей с петлевой продувкой φп = 1,0) получены при испытании двигателей. Большие значения φп относятся к карбюраторным двигателям, а меньшие к быстроходным дизелям.

При округлении диаграммы карбюраторного двигателя максимальное давление цикла по сравнению с расчетным несколько снижается.

Pd = 0,85 Pz

Точка d у них расположена на 12 .15 позже В.М.Т. Давление в процессе наполнения цилиндра свежим зарядом на действительной диаграмме изображается постоянным и равным Ра. Давление процесса выпуска изображается прямой соединяющей точку х с г. Вблизи В.М.Т. линия наполнения плавно закругляется, с тем, чтобы она прошла через точку г.

Особенности рабочего цикла двухтактных двигателей. Двухтактные двигатели отличаются от четырехтактных тем, что удаление ОГ из цилиндра и заполнение его свежим зарядом осуществляется выпуском ОГ в конце хода расширения и продувкой цилиндра воздухом или смесью, предварительно сжатыми до давления 0,12 .0,15 МПа на рис.3 представлена индикаторная диаграмма двухтактного дизельного двигателя с прямоточной продувкой.

Впрыск топлива, его распыление и смешивание с воздухом, воспламенение и сгорание происходит также как и в четырехтактном дизеле. В конце расширения, примерно за 45 .50 до В.М.Т. (точка b) при давлении в цилиндре 0,3 .0,5 МПа поршень открывает выпускные окна и начинается выпуск ОГ. Продувка цилиндра свежим зарядом начинается в точке m ,a заканчивается в точке s, процесс сжатия начинается в точке а. На рис.3 видно, что из полного рабочего объема цилиндра Vh на процессы выпуска и продувки теряется объем Vn , в течение которого фактически не происходит сжатия и расширения. Объем Vn называется потерянным объемом. Полезным рабочим объемом будет . Полезный ход поршня считают с момента начала сжатия. Потерянная доля объема зависит от конструкции и быстроходности двигателей и составляет φп = 0,12 .0,30 (для прямоточной продувки φп = 0,12 .0,146, для щелевой φп = 0,25).