Часовой расход топлива:
кг/ч (3.55)3.11 Расчет и построение индикаторной диаграммы
Индикаторная диаграмма строится с целью проверки полученного аналитическим путем значения среднего индикаторного представления протекания рабочего цикла в цилиндре рассчитываемого двигателя.
Индикаторная диаграмма двигателя построена для номинального режима работы двигателя, т.е. при Ne=85 кВт и n=4500 мин-1, аналитическим методом.
Масштаб диаграммы: масштаб хода поршня Ms=1 мм в мм; масштаб давления Mp=0.05 МПа в мм.
Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:
мм (3.56) мм (3.57)Максимальная высота диаграммы (точка
) мм (3.58)По данным теплового расчета на диаграмме откладываем в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках.
Ординаты характерных точек:
мм мм (3.59) мм мм ммПостроение политропы сжатия и расширения аналитическим методом:
а) политропа сжатия
. Отсюда: мм, (3.60)где:
мм;б) политропа расширения
. Отсюда: мм; (3.61)Результаты расчета точек приведены в табл. 3.1
Теоретическое среднее индикаторное давление:
МПа (3.62)где
2160 мм2 – площадь диаграммы .№ точек | ОХ,мм | ОВ/ОХ | Политропа сжатия | Политропа расширения | ||||
, мм | , МПа | , мм | , МПа | |||||
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | 10.8235 32.6235 95.0235 | 9.5000 1.0821 | 22.1487 4.8531 1.1147 | 37.6415 8.2478 | 1.8821 0.4124 0.0947 | 16.7537 4.2092 1.1038 | 149.553 37.5739 9.8533 | 7.4777 1.8787 0.4927 |
Величина
1,1739 МПа, полученная планиметрированием индикаторной диаграммы, очень близка к величине 1,1752 МПа, полученной в тепловом расчете.Скругление диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходный (n=4500 мин-1), то фазы газораспределения необходимо устанавливать с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчете. В связи с этим начало открытия впускного клапана
устанавливается за 18є до прихода поршня в ВМТ, а закрытия – через 60є после прохода поршня НМТ. Начало открытия выпускного клапана принимается за 55є до прихода поршня в НМТ, а закрытие точка – через 25є после прохода поршнем ВМТ. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания принимается равным 35є, а продолжительность периода задержки воспламенения – .В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяем положение точек
и по формуле для перемещения поршня. (3.63)где
- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.Выбор величины
производится при проведении динамического расче-та, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимается l=0,285.Расчеты ординат точек
и сведены в табл. 3.2.Положение точки
определяется из выражения: МПа (3.64) мм (3.65)Таблица 3.2
Расчет ординат точек
иОбозначение точек | Положение точек | j° | Расстояния точек от ВМТ (АХ), мм | |
18є до в.м.т. | 18 | 0.0626 | 2.8773 | |
25є после в.м.т. | 25 | 0.1191 | 5.4806 | |
60є после н.м.т. | 120 | 1.6069 | 73.9163 | |
35є до в.м.т | 35 | 0.2277 | 10.4755 | |
30є до в.м.т | 30 | 0.1696 | 7.8016 | |
55єдо н.м.т. | 125 | 1.6692 | 76.7830 |
Действительное давление сгорания:
МПа (3.66) мм (3.67)Нарастание давления от точки
до zД составляет 6.356-2.3526=4,003 МПа или 4.003/10=0.4 МПа/град п.к.в., где 10 – положение точки zД по оси абсцисс, град.Соединяя плавными кривыми точки r с
, с и далее с zД и кривой расширения с (точка располагается между точками b и a) и линией выпуска , получаем скругленную индикаторную диаграмму .