Построение индикаторной диаграммы.

Индикаторная диаграмма – графическая зависимость давления газа в цилиндре от надпоршневого объема ( перемещения поршня или угла поворота коленчатого вала). Индикаторная диаграмма строится с использованием результатов теплового расчета.

Объём камеры сгорания определим по формуле (54):

V_c = V_h/(ε-1) (54)

Полный объём цилиндра определим по формуле (55):

V_a = V_h+V_c (55)

Находим V_c и V_a по формулам (54) и (55):

V_c = 0,454/(8,5-1) = 0,061 дм³

V_a = 0,454+0,061 = 0,515 дм³.

При построении диаграммы ее масштабы рекомендуется выбирать с таким расчетом, чтобы получить высоту, равную 1,2 – 1,7 ее основания.

Принимаем высоту и ширину диаграммы: H=120 мм; B=60 мм.

В начале построения на оси абсцисс откладывают отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра V_h , т.е. по величине равной ходу поршня S в масштабе M_s = S/AB, в зависимости от S масштаб принять 1:1, 1,5:1 или 2:1. Рекомендуется при S ≥ 80 мм M_s = 1 мм S /мм чертежа.

При этом длина отрезка AB =S/ M_s должна войти в рекомендуемый диапазон 70…100 мм. Отрезок ОА, мм, соответствующий объему камеры сгорания V_c , определяется из соотношения ОА = АВ / (ε -1). Отрезок, соответствующий полному объему цилиндра ОВ в мм определяется по формуле: ОВ = OA+ AB. При построении диаграммы используют следующий ряд масштабов давлений: M_p = 0,02; 0,025; 0,04; 0,05;

0,07 – 0,10 МПа в 1 мм. При p_z ≤ 5 МПа рекомендуется выбирать M_p =

= 0,025 МПа/мм, при p_z ≥ 5 МПа – M_p = 0,05 МПа/мм.

Определим масштабный коэффициент по формуле (56):

m_p = p_zp/H; (56)

m_p = 5,1574/120 = 0,043 МПа/мм.

Ближайший кратный масштаб: m_p = 0,04.

Определим масштаб объемов по формуле (57):

m_v = V_a/H; (57)

m_v = 0,515/120 = 0,0043 дм³/мм.

Ближайший кратный масштаб: m_v = 0,004.

По данным теплового расчета на диаграмме откладывают в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках: a,c, z_p, z,b,r диаграммы , а так же давление p₀ .

Построение политроп сжатия и расширения можно производить графическим или аналитическим методами. Давления для построения политроп вычисляем по уравнениям в 8-10 точках по формулам:

Сжатие P_x=P_a*( )ⁿ¹, расширение P_xp=P_b*( )ⁿ².

Результаты заносим в таблицу 1.

Таблица 1. Результаты расчетов давлений политроп

Строим теоретическую индикаторную диаграмму. Для получения реальной индикаторную диаграмму. Теоретическая и реальная индикаторные диаграммы представлены на рисунках 1 и 2:

Рисунок 1. Теоретическая индикаторная диаграмма.

Рисунок 2. Реальная индикаторная диаграмма.