2.8 Побудова індикаторної діаграми

Індикаторна діаграма будується з метою наочного представлення теплових процесів, що протікають у двигуні, і самого робочого циклу. Діаграму необхідно будувати на аркуші формату А4 (210×297 мм). На горизонтальній осі потрібно відкласти в масштабі значення мінімального V_c і максимального V_a об'ємів циліндра, що обчислені з виражень:

По вертикальній осі в масштабі відкладають тиск в характерних точках циклу a, c, z, z’, b. Горизонтальний і вертикальний масштаби варто приймати такими, щоб діаграма заповнювала весь аркуш. Для дизельних і газодизельних двигунів абсцису точки z визначають за формулою:

Число проміжних точок V_i у процесах стиску і розширення має бути 8...10. Рекомендується для забезпечення точності побудови приймати менші проміжки між значеннями об'ємів у районі верхньої мертвої точки і великі – у районі нижньої мертвої точки. Тиск в проміжних точках політропних процесів стиску і розширення визначаються за формулами:

– на лінії стиску,

– на лінії розширення.

Результати розрахунку заносять у таблицю 2.10. Після побудови проміжних точок їх з'єднують плавною кривою за допомогою лекала. Приклади побудови показані на рисунках 1 і 2.

Таблиця 2.10 – Результати розрахунку індикаторної діаграми

Vi, л	pci, МПа	Vi, л	pzi, МПа

Якщо за завданням керівника проектування необхідно побудувати повну індикаторну діаграму, то порядок її побудови наступний.

Після побудови розрахункової діаграми, як описано вище, на графіку відкладають точку r. Далі необхідно задатися кутами фаз газорозподілу, випередження запалювання (для дизелів і газодизелів – випередження впорскування палива), тривалістю затримки запалення і кутом закінчення процесу наявного згоряння (Додаток Д чи довідкові дані по аналогічних конструкціях, наприклад, [10]).

Положення точки r’ (відкриття впускного клапана) орієнтовно визначають за формулами:

Положення точки a” (закриття впускного клапана) визначають за формулами:

Положення точки b’ (відкриття випускного клапана) визначають за формулою:

а ордината р_b’ визначиться, піднімаючи вертикаль від осі абсцис із точки V_b’ до перетинання з лінією процесу розширення.

Положення точки а' (закриття випускного клапана) визначають за формулами:

Положення точки с' (випередження запалювання чи впорскування палива) визначають за формулами:

а ординату р_с’ визначають, піднімаючи вертикаль від осі абсцис із точки V_с’ до перетинання з лінією процесу стиску.

Положення точки f (початку запалення) визначають за формулою:

а ординату р_f визначають, піднімаючи вертикаль від осі абсцис із точки V_f до перетинання з лінією процесу стиску.

Точка с’’ (фактичний початок наявного горіння) знаходиться на лінії cz (у дизелів і газодизелів – cz’), а ординату визначають за формулою:

Ордината точки z_д визначена в тепловому розрахунку, а абсцису визначають за формулою:

Точку b’’ розташовують на лінії ab приблизно посередині.

З'єднують прямими лініями точки а' – a, r – r' – a”, c” – z_д, а точки f – c”, b’ – b” – a”, а' – r і z_д з лінією розширення з'єднують за допомогою лекала так, як це показано на рисунку 3.

Повну індикаторну діаграму можливо побудувати й графічним методом, як це описано у [3].

Рисунок 1 – Індикаторна діаграма бензинового і газового двигуна

Рисунок 2 – Індикаторна діаграма дизельного і газодизельного двигуна

Рисунок 3 – Індикаторна діаграма дизельного двигуна