Методика построения индикаторной диаграммы

Тепловой расчет двигателя завершается построением индикаторной диаграммы, которая в дальнейшем является исходным материалом при проведении динамического и прочностного расчетов двигателя.

Построение индикаторной диаграммы выполняется аналитическим способом. Расчетная индикаторная диаграмма строится в системе координат

Р-V ( давление – объём ) на миллиметровой бумаге форматов А 4 (297х210мм) или А3 (420х297мм). Единицы измерения приводятся в системе СИ (давление в МПа , объём в м³).

Рекомендуемые масштабы для построения индикаторной диаграммы при книжном расположении диаграммы на листе:

формат А 4 - V_а = А; (А ≈ 150¸170 мм), Р_z = Б; Б ≈ (170¸230 мм);

формат А 3 - V_а = А; (А ≈ 180¸240 мм), Р_z = Б; Б ≈ (280¸340 мм).

Построение индикаторной диаграммы проводим в следующем порядке:

Нанести координатную систему (Р-О-V)

На координатной оси (О-V)

- от начало координат (точка О) в выбранном масштабе объёма откладываем отрезок равный объему камеры сгорания V_с = мм. (e- величина степени сжатия). Конец отрезка будет соответствовать положению верхней мертвой точки (в.м.т.);

- от точки ВМТ в том же масштабе откладываем отрезок равный рабочему объёму цилиндра V_h = V_а - V_с = мм, конец которого будет соответствовать положению нижней мертвой точки (н.м.т.);

для двухтактных дизелей необходимо показать хвостовую часть диаграммы.

Поскольку V_h = V_h · (1-Ψ) + V_h ·Ψ (Ψ – доля потерянного хода), то от в.м.т. откладываем отрезок равный и далее хвостовую часть равную , конец которого и будет соответствовать положению н.м.т..

На координатной оси (О-Р).

Восстанавливаем перпендикуляркв.м.т., на котором в выбранном масштабе давления отмечаем точку соответствующую значению :

- давления наддува - Рк = мм, через которую проводим прямую параллельную оси (О-V);

- давления сжатия- Рс = мм, (точка c диаграммы) и давления сгорания Р_z=Б мм ( точка z диаграммы).

От точки z параллельно оси (О-V) откладываем отрезок равный

V_z = V_c×r = конец которой обозначается точкой z¹

(r - степень предварительного расширения);

Восстанавливаем перпендикуляр кн.м.т., на котором в выбранном масштабе давления отмечаем точки соответствующие значениям:

- давления наполнения ( точка а диаграммы), и давления расширения мм ( точка b диаграммы).

Для двухтактных дизелей точки соответствующие Ра ( точка а диаграммы) и Рв ( точка b диаграммы), расположены на перпендикуляре восстановленном к концу отрезка .

Между точками (а) и (с) строим политропу сжатия со средним показателем (n_с), а между точками (b) и (z) политропу расширения со средним показателем (n_Р).