Тепловой расчет параметров и оценочных показателей рабочего цикла двигателя

Построение индикаторной диаграммы

Для графического построения рабочего цикла проектируемого двигателя необходимо построить его индикаторную диаграмму в координатах Р-V (давление-объем).

Индикаторную диаграмму строим на миллиметровой бумаге формата А1 (594х841) (см. рис.1). Для этого необходимо определиться с размерами отрезков ОВ - представляемого полный объем цилиндра на оси абсцисс и отрезка OZ' - выражающего максимальное давление цикла. Отрезок ОВ представляет полный объем цилиндра и состоит из 2-х частей.

(63)

92мм.

Отрезок АВ принимаем равным ходу поршня, что отражает рабочий объем цилиндра в масштабе 1:1.

Отрезок ОА - представляет объем камеры сгорания, его значение определяем из соотношения:

(64)

10,8 мм;

где e - степень сжатия.

Отрезок OZ' — выражающий максимальное давление, определим из соотношения:

(65)

137 мм;

где mр=0,04 - масштаб индикаторной диаграммы по давлению. При этом соотношении OZ/АВ находится в пределах 1,6 .1,8 (для наглядности представленной диаграммы).

Таким образом, определяем значения отрезков АВ, ОА, ОВ и OZ' по оси абсцисс откладываем отрезки ОА и АВ.

Из точек О, А и В - проводим три вертикальные линии. Вертикальная линия из точки О - представляет собой ось ординаты по давлению, линия из точки А — выражает объем цилиндра (камеры сгорания) при положении поршня в ВМТ, точка В и вертикальная линия выражает полный объем цилиндра и положение поршня соответствующее НМТ.

Построив основные линии рабочего цикла двигателя, откладываем значения давления в характерных точках ВМТ и НМТ. Для этого необходимо определить их значения в миллиметрах из соотношений:

2,275 мм; (66)

40,88 мм;

137,075 мм;

10,65 мм;

3 мм;

2,63 мм.

По точке атмосферного давления Р0/mp проводим горизонтальную линию параллельно оси абсцисс.

Точки “с”, “z” и “r” откладываем на вертикальной линии ВМТ (точка А), точки “а” и “в” откладываем на вертикальной линии НМТ (точка В).

Построение политроп сжатия и расширения выполняем аналитическим методом.

Методика построения индикаторной диаграммы аналитическим путем заключается в следующем. Из уравнений политропы сжатия и политропы расширения вычисляется ряд промежуточных точек текущего давления.

Промежуточные значения давления для политропы сжатия в МПа определим по выражению:

(67)

и в миллиметрах:

(68)

где Pсх - искомое текущее давление в процессе сжатия.

Текущее отношение объемов Va/Vx=OB/OХ принимаем с шагом 10мм (восемь промежуточных точек) в пределах от 1 до e - значения степени сжатия.

Аналогично для политропы расширения: