Индикаторная диаграмма в координатах P – V
Выбор масштабов осей.
- Масштабный коэффициент по объему: мм хода/мм.
- Масштабный коэффициент по давлению: МПа/мм.
В начале построения по оси абсцисс откладывается отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра. Отрезок ОА соответствует объему камеры сгорания:
мм,
где мм – рабочий ход поршня.
Тогда отрезок :
мм.
Построение линий сжатия и расширения осуществляется аналитическим методом, при котором вычисляется ряд промежуточных объемов, расположенных между и и между и по уравнению политропы.
Для политропы сжатия:
,
где и - давление и объем в искомой точке диаграммы; - изменяется в
пределах от 1 до .
Аналогично для политропы расширения:
,
где отношение меняется от 1 до , так как для дизелей линия расширения начинается с точки .
Результаты вычислений сведем в таблицу 2.1 для сжатия и в таблицу 2.2 для расширения.
Таблица 2.1 - Расчет точек политропы сжатия
, МПа | , мм | |
0,187 | 120,00 | |
0,472 | 60,00 | |
0,812 | 40,00 | |
1,193 | 30,00 | |
1,608 | 24,00 | |
2,052 | 20,00 | |
2,522 | 17,14 | |
3,015 | 15,00 | |
3,529 | 13,33 | |
4,063 | 12,00 | |
4,615 | 10,91 | |
5,185 | 10,00 | |
5,770 | 9,23 | |
6,371 | 8,57 | |
6,987 | 8,00 | |
8,960 | 7,50 | |
9,717 | 7,06 |
Таблица 2.2 - Расчет точек политропы расширения
, МПа | , мм | |
9,467 | 14,00 | |
8,300 | 15,56 | |
7,164 | 17,50 | |
6,064 | 20,00 | |
5,002 | 23,33 | |
3,983 | 28,00 | |
3,014 | 35,00 | |
2,104 | 46,67 | |
1,268 | 70,00 | |
0,534 | 140,00 |
Развернутая индикаторная диаграмма в координатах
P – φ.
Для построения развернутой индикаторной диаграммы в координатах воспользуемся уравнениями политроп сжатия и расширения, которые приведены выше. Значения зависят от угла поворота коленчатого вала и находятся из выражения:
,
где - радиус кривошипа, мм; - кинематическая постоянная кривошипно-шатунного механизма, .
Величина угла меняется в пределах от 180º до 540º, что соответствует фазам сжатия и расширения.
Масштабные коэффициенты:
- по давлению МПа/мм;
- по углу поворота град/мм.
Результаты расчета представлены в табл. 2.3.
Таблица 2.3. Результаты расчета
угол | Px |
0,0744 | |
0,0764 | |
0,0831 | |
0,0967 | |
0,123 | |
0,1752 | |
0,2898 | |
0,5772 | |
1,33 | |
2,1826 | |
1,33 | |
0,5772 | |
0,2898 | |
0,1648 | |
0,1152 | |
0,0905 | |
0,0776 | |
0,0878 | |
0,0854 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для более качественного анализа положительных и отрицательных качеств прототипа, сравним его с аналогами. Также приведем основные параметры разрабатываемого прототипа. Анализируя приведенные в таблице данные, видно, что и проектируемый двигатель, и базовая модель 740.10 значительно уступают зарубежным аналогам по всем параметрам. Такая высокая мощность зарубежных двигателей объясняется гораздо более высоким значением среднего эффективного давления, то есть доля полезной работы, снимаемой с того же рабочего объема выше. Значение среднего эффективного давления характеризует также уровень технического совершенства двигателя.