Построение расчётной индикаторной диаграммы

 

Построение расчётной индикаторной диаграммы проводим по данным расчёта рабочего процесса.

Откладываем по оси ординат давление, а по оси абцисс объёмы.

Для этого выбираем масштабы диаграммы:

=150мм=>1Па=1.2732×10-5мм=200мм=>1м3=9345,7944 мм

 

Далее определяем координаты остальных объёмов:

 

 мм=Vc+Vs=200+12,5=221,5 мм=r×Vc=1,94×12,5=21,75 мм

мм

мм

мм

 

) Построение политропы сжатия:

Разобьем  на 10 равных частей. Задавая объемы , определим значение давления , которое равно:

 

.

 

Результаты вычислений занесем в таблицу:

 

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
, 12,532,552,572,592,5112,5132,5152,5172,5192,5212,5
, 114,730,715,810,17,25,54,43,63,12,62,3

 

Построение политропы расширения:

Разобьем  на 10 равных частей. Задавая объемы , определим значение давления , которое равно:

 

.

 

Результаты вычислений занесем в таблицу:

 

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
, 12,532,552,572,592,5112,5132,5152,5172,5192,5212,5
, 314,195,152,234,925,720,1516,413,811,810,39,1

 

По полученным значениям в табл.№1 строим расчётную индикаторную диаграмму. Станиметрировав участок acz¢zba диаграммы, получим её площадь F=4951,35 мм2, на которой найдём среднее теоретическое индикаторное давление:

 

 Па

 

Среднее теоретическое индикаторное давление для цикла смешанного сгорания:

 

,

;

 

Среднее индикаторное давление с учетом поправки на полноту диаграммы:

 

,

 

где  - принимаем 0,95...0,98;

 

;

 

Параметры, характеризующие рабочий цикл

К параметрам, характеризующим действительный рабочий цикл двигателя, относят давление в конце сжатия, давление в конце горения, среднее индикаторное давление, среднее эффективное давление , эффективный расход , эффективный КПД , а также приводятся диаметр цилиндра  и ход поршня .

Среднее эффективное давление:

 

,

 

где  - механический КПД,

 

;

;

 

Удельный индикаторный расход:

 

,

;

;

 

Удельный эффективный расход топлива:

 

,

;

 

Индикаторный КПД:

 

,

;

 

Эффективный КПД:

 

,

;

 

Диаметр цилиндра:

 

, ;

 

Диаметр поршня ;

Ход поршня:

 

;

 

Динамический расчёт двигателя

Диаграмма движущих усилий

 

Сила тяжести Рв:

 

 Па

 

где mn=1000 кг/м2 - удельная масса поступательно движущихся частей, отнесённая к единице площади поршня (принимаем).

Далее строим кривую удельных сил инерции по способу Гои, для чего проводим горизонтальный отрезок АВ, равный длине индикаторной диаграммы: АВ=200мм, затем из точки А в масштабе индикаторной диаграммы откладываем удельную силу инерции в ВМТ Jпо:

 

Jпо= -mn×ao= -mn×R×w2×(1+l)= -1000×0,18×76,452 ×(1+1/4,5)= - 1285812,55 Н/м2по= 16,4 мм

 где R - радиус мотыля, L - длина шатуна.

 с-1 - угловая скорость вращения коленчатого вала.

Из точки В вниз откладываем удельную силу инерции в НМТ:

 

Jп180= -mn×a180 = -mn×[-R×w2×(1-l)] = -12000×[(-0,18)×(76,45)2×(1-1/4,5)]=818244,35 Н/м2 = 10,4мм

 

Полученные точки C и D соединяют прямой. Из точки пересечения CD и AB откладывают вниз в принятом масштабе величину EF:

=3×mn×l×R×w2=3×1000×1/4,5×0,18×(76,45)2=701352,3=8,9 мм.

 

Точку F соединяют прямыми с точками C и D. Линии CF и FD делят на одинаковое число равных частей и соединяют точки одного и того же номера прямыми. Через точки C и D по касательным и прямым, соединяющим одинаковые номера, проводим главную огибающую линию, которая и будет кривой удельных сил инерции. Построение диаграммы сил инерции, отнесённых к единице площади поршня, изображено в графической части проекта.

Построение диаграммы движущихся усилий проводим следующим образом:

проводим горизонтальный отрезок mm, равный четырём АВ:

=4АВ=4×200=800 мм

 

делим отрезок mm на четыре равных участка;

принимая прямую mm за атмосферную линию, строим развёрнутую индикаторную диаграмму;

делим отрезок mm на четыре равных участка;

на каждом участке наносим кривую сил инерции, отнесённых к единице площади поршня в зеркальном изображении;

на каждом участке, как на диаметре, строим полуокружность;

определяем поправку Брилса в масштабе абсцисс диаграммы:

 

 мм

откладываем из центра О каждого участка отрезок ОО’;

построенные ранее полуокружности делим через каждые 15°, устанавливая транспортир в (×) О’;

из каждой точки деления, на полуокружностях проводим вертикаль до пересечения с кривыми диаграммы;

замеряем длину каждого из перпендикуляров между кривыми сил инерции и давления газов;

результаты замеров заносим во вторую колонку таблицы №2 с учётом знака;

подсчитываем значения касательного усилия Рк, соответствующим приведённым значениям углов.

 

Таблица 4.1

a0	P9, мм
0	-15,32	0		0
15	-14,46	0,315		-4,55
30	-12,03	0,596		-7,17
45	-8,4	0,819		-6,88
60	-4,26	0,964		-4,11
75	0,01	1,023		0,01
90	3,87	1		3,87
105	6,87	0,91		6,25
120	9,02	0,767		6,92
135	10,39	0,595		6,18
150	11,1	0,404		4,48
165	11,37	0,203		2,31
180	11,43	0		0
195	-11,4	0,203		-2,31
210	-11,09	0,404		-4,24
225	-10,77	0,595		-6,41
240	-9,86	0,767		-7,56
255	-8,3	0,91		-7,55
270	-6,41	1		-6,41
285	-4,41	1,023		-4,51
300	-3,83	0,964		-3,69
315	-7,72	0,819		-6,32
330	-20,46	0,596		-12,19
345	-42,94	0,315		-13,53
360	-132,36	0		0
375	132,22	0,315		41,64
382,42	134,13	0,441		59,15
390	92,65	0,596		55,22
405	48,17	0,819		39,45
420	29,25	0,964		28,2
435	21,85	1,023		22,35
450	19,46	1		19,46
465	18,82	0,91		17,13
480	18,68	0,767		14,33
495	18,65	0,595		11,1
510	18,5	0,404		7,47
525	18,32	0,203		3,72
540	-18,23	0	0
555	-10,34	0,203	-2,1
570	-10,07	0,404	-4,07
585	-9,36	0,595	-5,57
600	-7,99	0,767		-6,13
615	-5,84	0,91		-5,31
630	-2,84	1		-2,84
645	1,03	1,023		2,99
660	5,29	0,964		5,1
675	9,48	0,819	7,76
690	13,06	0,596	7,78
705	15,49	0,315	4,88
720	16,35	0	0