Двигатель с искровым зажиганием

При S = 80–120мм можно принимать = 1 мм/мм. Тогда V_h = S = AB = 80 мм. Принимаем: = 0,5 мм/мм.

Масштаб по оси давления принимаем равным 0,04 МПа/мм.

Приведенная к принятому масштабу величина объема камеры сгорания , мм:

Максимальная высота индикаторной диаграммы , мм:

При выполнении расчета получаются или принимаются значения давления и объемов для характерных точек индикаторной диаграммы:

P_о=0,1 МПа ; P_a=0,082 МПа; P_c=1,81731 МПа;

P_z=7,08 МПа P_в=0,414 МПа; P_r=0,105 МПа;

Их ординаты определяются как, мм:

=0,1/0,04=2,5мм

=0,082/0,04=2,1мм

= 1,81731/0,04=45,43мм

=7,089/0,03=177,1мм

=0,414/0,04=15,6мм

=0,105/0,04=6,625мм

9.1.2 Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом.

Координаты точек политропы сжатия рассчитываются на основании уравнения, МПа:

.

Значение объема соответствует ОВ. Значения =OX будут лежать в пределах от = = OB до = = OA.

Следовательно, отношение / для различных значений может лежать в пределах:

.

Координаты точек политропы расширения для карбюраторного двигателя рассчитываются аналогично, МПа:

.

Координаты точек политропы сжатия и политроп расширения в мм:

;

.

Для дизельного двигателя при определении координат точек политропы расширения необходимо учитывать, что отношение ОВ / ОХ будет изменяться в пределах от 1 до , т.е. минимальное значение ОХ будет соответствовать не , а .

Задаваясь последовательными значениями и решая уравнения относительно P_x для политропы расширения и сжатия, получаем координаты точек для их построения. Результаты расчета заносим в таблицу 1.

Таблица 1 - Аналитический расчет политроп сжатия и расширения

Номер точки	OX, мм	ОВ/ОХ	Политропа сжатия	Политропа расширения
	, МПа	/μр, мм		, МПа	/μр, мм

Практическая часть

Таблица 2 - Аналитический расчет политроп сжатия и расширения для ДД

Номер точки	OX, мм	ОВ/ОХ	Политропа сжатия	Политропа расширения
	, МПа	/μр, мм		, МПа	/μр, мм
			42,5	3,95	119,7	17,9	6,28	191,5
		6,4	12,3	1,14	34,5	10,4	3,65	110,6
			6,5	0,6	18,2	5,8	2,04	61,8
		2,9	3,9	0,36	10,9	3,8	1,33	40,3
		2,3	3,1	0,29	8,8	2,9	1,02	30,9
		1,9	2,4	0,22	6,7	2,2	0,77	23,3
		1,6	1,9	0,18	5,5	1,8	0,63	19,1
		1,4	1,6	0,15	4,5	1,5	0,53	16,1
		1,2	1,3	0,12	3,6	1,3	0,46	13,9
		1,1	1,1	0,1		1,1	0,39	11,8
				0,093	2,8		0,351	10,6

На основании полученных расчетных данных строят индикаторную диаграмму двигателя.

Рис Рис 9.1 Индикаторная диаграмма дизельного двигателя

Таблица 3 - Аналитический расчет политроп сжатия и расширения для ДсИЗ

Номер точки	OX, мм	ОВ/ОХ	Политропа сжатия	Политропа расширения
	, МПа	/μр, мм		, МПа	/μр, мм
	16,00	9,5	22,16	1,82	45,4	17,12	7,08	177,1
	21,4	7,1	14,85	1,22	30,4	11,86	4,91	122,7
	26,8	5,67	10,90	0,89	22,3	8,93	3,70	92,4
	32,2	4,72	8,46	0,69	17,4	7,08	2,93	73,3
	37,6	4,04	6,84	0,56		5,83	2,41	60,3
		3,53	5,68	0,47	11,7	4,92	2,04	50,9
	48,4	3,14	4,83	0,40	9,9	4,24	1,75	43,8
	53,8	2,83	4,18	0,34	8,6	3,71	1,53	38,4
	59,2	2,57	3,66	0,30	7,5	3,29	1,36
	64,6	2,35	3,25	0,27	6,7	2,94	1,22	30,4
		2,17	2,91	0,24		2,66	1,10	27,5
	75,4	2,02	2,62	0,22	5,4	2,42	1,00	25,1
	80,8	1,88	2,39	0,20	4,9	2,22	0,92
	86,2	1,76	2,18	0,18	4,5	2,05	0,85	21,2
	91,6	1,66	2,01	0,16	4,1	1,89	0,78	19,6
		1,57	1,86	0,15	3,8	1,76	0,73	18,2
	102,4	1,48	1,72	0,14	3,5	1,65	0,68
		1,23	1,32	0,11	2,7	1,29	0,54	13,4
	129,4	1,17	1,25	0,10	2,6	1,23	0,51	12,7
	134,8	1,13	1,18	0,10	2,4	1,16	0,48
	140,2	1,08	1,12	0,09	2,3	1,11	0,46	11,5
		1,00	1,00	0,08	2,1	1,00	0,41	10,3

На основании полученных расчетных данных строят индикаторную диаграмму двигателя.

Рис9.2 Индикаторная диаграмма двигателя с искровым зажиганием

9.1.3 Скругление индикаторной диаграммы

Для учета влияния фаз газораспределения и угла опережения зажигания на характер изменения индикаторной диаграммы задаются фазами газораспределения двигателя. Значения фаз газораспределения современных автотракторных двигателей приведены в таблице 4.

Абсцисса каждой из точек определяется по формуле, мм

, (9.8)

где λ_ш – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна (принимается по заданию).

Таблица 4 - Значения и углы фаз газораспределения

Наименование фазы	Угол поворота коленвала, град	Обозначение на индикаторной диаграмме	Абсцисса точки, мм	Приме-чание
Открытие впускного клапана до ВМТ	10–30
Закрытие впускного клапана после ВМТ	40–70
Открытие выпускного клапана до ВМТ	50–70
Закрытие выпускного клапана после ВМТ	10–30
Угол опережения зажигания до ВМТ	30–40

При подаче искры в точке с^' к моменту прихода поршня в ВМТ в цилиндре двигателя давление будет больше, чем Р_с, МПа:

. (9.9)

Ордината точки определяется как,мм:

. (9.10)

Ордината точки b^'' определяется как,МПа:

. (9.11)

Отсюда, мм:

. (9.12)

Для карбюраторного двигателя действительное давление в точке Р_z будет меньше рассчитанного:

. (9.13)

Для дизельного двигателя действительное давление в точке Р_z не уменьшается, так как в этих двигателях процесс сгорания происходит как при V=const, так и при P = const.

После округления диаграммы определяются ее площадь и значение среднего индикаторного давления , МПа:

. (9.14)

Разность между значением , полученным расчетным путем и определенным по индикаторной диаграмме, не должна превышать 10 %.

Практическая часть

Для учета влияния фаз газораспределения и угла опережения зажигания на характер изменения индикаторной диаграммы задаются фазами газораспределения двигателя. Значения фаз газораспределения современных автотракторных двигателей приведены в таблице 5

Таблица 5- Значения и углы фаз газораспределения

Наименование фазы	Угол поворота коленвала, град	Обозначение на индикаторной диаграмме	Абсцисса точки ,мм
1.Открытие впускного клапана до ВМТ			4,69
2.Закрытие впускного клапана после НМТ			26,8
3.Открытие выпускного клапана до НМТ			36,86
4.Закрытие выпускного клапана после ВМТ			4,69
5.Угол опережения зажигания до ВМТ			16,87

При подаче искры в точке с^' к моменту прихода поршня в ВМТ в цилиндре двигателя давление будет больше, чем Р_с, МПа:

МПа

Ордината точки определяется как, мм:

мм

Ордината точки b^'' определяется как, МПа:

мм

Для учета влияния фаз газораспределения и угла опережения зажигания на характер изменения индикаторной диаграммы задаются фазами газораспределения двигателя. Значения фаз газораспределения современных автотракторных двигателей приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Значения и углы фаз газораспределения

Наименование фазы	Угол поворота коленвала, град	Обозначение на индикаторной диаграмме	Абсцисса точки ,мм
1.Открытие впускного клапана до ВМТ		a''	40,4
2.Закрытие впускного клапана после НМТ		b'	34,7
3.Открытие выпускного клапана до НМТ		a'	7,9
4.Закрытие выпускного клапана после ВМТ		c'	15,1
5.Угол опережения зажигания до ВМТ		θ	11,2

При подаче искры в точке с^' к моменту прихода поршня в ВМТ в цилиндре двигателя давление будет больше, чем Р_с, МПа:

МПа.

Ордината точки определяется как,мм:

мм.

Ордината точки b^'' определяется как, МПа:

мм

Список рекомендуемой литературы

1. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений/А.И.Колчин, В.П.Демидов.– М.: Высш. школа, 2007.

2. Иванов А. М.,. Иванов С. Н, Квасновская Н. П. и др. ; под ред. Осипова. Автомобили: конструкция и рабочие процессы: учебное пособие для студ. Высш. Учеб. заведения В.И. Учебник:- М.: Академия, 2012г.

3. Двигатели внутреннего сгорания: в 3 кн.: учебник для вузов/В.Н.Луканин [и др.]; под ред. В.Н. Луканина.- М.: Высш. школа, 2007.

4. Вахламов В.К. Конструкция, расчет и эксплуатационные свойства автомобилей: учебное пособие / В. К. Вахламов. - 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2009.