Судовые двигатели

Построение теоретической индикаторной диаграммы

Для проверки правильности соотношений между основными параметрами цикла и получения наглядного представления о из­менении состояния газа в разные моменты, по данным расчета, строят теоретическую индикаторную диаграмму в координатах рV (рис. 205).

Построение теоретической индикаторной диаграммы четырехтактного дизеля без наддува

Так как объемы цилиндра неизвестны, прини­мают Va = Vc + Vs = Aмм и, откладывая значение А по оси V, проводят линию н. м. т. Из отношения ? = Va / Vc находят Vс = Va / ? и в масштабе чертежа Vc = A / ? откладывают значение Vc по оси абсцисс. Проводят линию в. м. т. Затем выбирают масштаб ординат. Для нормальных соотношений длины и высоты диаграммы отно­шение Vs / pz (в масштабе) должно быть в пределах 1,3—1,6. После этого проводят в выбранном мас­штабе линию атмосферного дав­ления р0.

Характерные точки цикла лежат на линиях в. м. т. (точки cz' и r) и н. м. т. (точки а н е). Их положение на этих линиях определяют по известным значе­ниям давлений рa, рс, pz'=pz, ре и рr. Координаты точки z нахо­дят, зная величину рz и Vz = ?Vc . В масштабе оси абсцисс откладывают Vz = ? A / ? . Соединив точки cz', z прямыми cz' и z'z, получают графическое изо­бражение участка сгорания топ­лива cz'z. От точки r вправо до пересечения с линией н. м. т. и от точки а влево до пересечения с линией в. м. т. проводят прямые, параллельные оси V, и получают изображение процессов наполне­ния и выпуска.

Исходным выражением для построения процесса сжатия ас служит уравнение политропы сжатия pVn1=pcVcn1, где р н/м2 и V м3 — текущие значения дав­ления газа и объема цилиндра. Из приведенного выше выражения политропы получаем исходную формулу

Задаваясь рядом значений текущего объема цилиндра V от Vс до Vа, получают величины давлений газа р, отложив которые в масштабе оси ординат для соответствующих объемов V нахо­дят точки политропы ас. Соединив эти точки плавной кривой, получают графическое изображение процесса сжатия ас.

Аналогично строят и кривую расширения zе, исходя из урав­нения политропы расширения

На рис. 205, б показано построение политропы zе графиче­ским методом. Отложив координаты точек z и е, проводят полу­окружности с диаметрами оz' и ое'. Точки z и е проектируют на полуокружности. Из точек пересечения k и т радиусами оk и от проводят kk' и тт', а через точки k и т'— горизонталь и верти­каль до их пересечения в точке l, которая и будет промежуточной точкой политропы. Затем находят другие точки и, соединив их плавной кривой, получают политропу zе. Аналогично строят поли­тропу ас.

К построению теоретической индикаторной диаграммы двухтактного двигателя

Индикаторная диаграмма для двухтактного двигателя (рис. 206) строится так же, как и для четырехтактного, но точка а, характеризующая начало сжатия, будет соответствовать мо­менту закрытия впускных или выпускных окон (смотря какие закрываются позже). При построении диаграммы двухтактного ди­зеля Vа= Vс+ Vs’ =Aмм по оси V откладывают значение Aмм и проводят линию начала открытия окон, на которой лежат точки а и е, характеризующие начало сжатия и конец расширения. Так же как и для четырехтактного дизеля Vа = A / ?, причем под ? здесь понимают действительную степень сжатия — отношение объема цилиндра Vа в момент закрытия окон к объему камеры сжатия Vс. Участок сгорания сz'z политропы ас и zе строят так, как изло­жено выше.

Чтобы получить линии процесса выпуска — продувки еd и аа', надо определить объем Vп, занятый окнами.

Отношение ?s = Vп / Vs , где Vs — объем, описываемый поршнем при движении от в. м. т. и н. м. т., т. е. полный ход поршня. По­лезный ход поршня, на протяжении которого происходит процесс расширения, равен

Приравняв правые части двух последних равенств, получают

Величину Vп откладывают по оси V и тем определяют положе­ние точки а'. Участок еа'а вычерчивается приближенно, от руки.