Построение индикаторной диаграммы. На основании результатов расчета производим построение индикаторной диаграммы действительного цикла двигателя

На основании результатов расчета производим построение индикаторной диаграммы действительного цикла двигателя.

Отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, выбираем равным ходу поршня в масштабе 1:1

АВ=1∙S=1∙125=125 мм.

Отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания

ОА=АВ/(ε-1) (2.1)

ОА=125/(16.5-1)=8,064 мм.

Z’Z = ОА(r - 1)

Z’Z = 8,064*(1.185-1)=1,49 мм.

Принимаем масштабы диаграммы:

-масштаб давления МПа/мм,

-масштаб объема µ_v=0,012272 л/мм.

На диаграмме наносим давления в характерных точках

Р_a, Р_с, Р_z,,Р_b, Р_r,Р_о.

Построение политроп сжатия и расширения производим аналитическим методом. При этом определяем ординаты промежуточных расчетных точек по уравнению политропы:

- сжатия PVⁿ¹=const; P_хV_хⁿ¹ =P_аV_аⁿ¹, откуда

P_х =P_а (V_а/V_х) ⁿ¹; (2.2)

- расширения PVⁿ²=const; P_хV_хⁿ² =P_bV_bⁿ² ,откуда

P_х =P_b (V_b/V_х) ⁿ² ; (2.3)

Отношения V_а/V_х изменяются в пределах 1- ε, V_b/V_х изменяются в пределах

I-d.

Результаты расчета сводим в таблицу 3.

Для получения действительной индикаторной диаграммы aa”c’fz_Дb’b”ra (скругление индикаторной диаграммы) производим выбор:

-фаз газораспределения: открытие впускного клапана (точка а’) -устанавливаем 25° до в.м.т., а закрытие (точка а”) –через 60° после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b’) принимаем за 55° до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точка r’) – 18° после в.м.т.

- угла опережения зажигания (точка c’), принимаем угол опережения впрыска в дизеле j_ОП.В = 30 град. до в.м.т.;

- действительного максимального давления сгораниядля дизеля

Р_zд = Р_z =7,63 МПа;

- периода задержки воспламенения (задержка воспламенения в дизеле составляет Dj₁ = 10 град, отрезок c’f = (j_ОП.В - Dj₁) для дизеля c’f =30-10=20 град.;

- давления в верхней мертвой точке процесса сжатия P_С" = 1,2∙Р_С,

P_С"=1,2∙3,82=4,584 МПа.

Для определения местоположения указанных точек устанавливаем связь между углом φ поворота коленчатого вала и перемещением поршня

АХ=АВ/2[(1-cosφ)+λ/4(1-cos2φ)], (2.5)

где λ –отношение радиуса кривошипа к длине шатуна (принимаем λ=0,25).

Расчеты положений точек для скругления диаграммы сводим в таблицу 4.

Таблица 4 –Положения точек диаграммы

Соединяя плавными кривыми точки, получим скругленную действительную индикаторную диаграмму (рисунок 1).

Рисунок 1- Индикаторная диаграмма дизельного двигателя

3 Динамический расчет

На рисунке 2 приведены схемы сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме двигателя.

Рисунок 2 –Схемы сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме