РГР

Расчетно–графическая работа

«Построение индикаторной диаграммы и расчет основных показателей двигателя»

Индикаторная диаграмма является графическим изображением ра- бочего процесса, происходящего в цилиндре двигателя. Диаграмма

строится в координатах P-V на миллиметровой бумаге и позволяет выполнить расчет основных показателей двигателя.

Исходные данные:

Тип двигателя ______________

Число цилиндров i = _______

Диаметр цилиндра D = _______

Ход поршня S = _______

Степень сжатия Ɛ = _______

Частота вращения n = _______

Исходные данные принимаются согласно варианта из Приложения,

а номер варианта необходимо указать на титульном листе РГР.

Последовательность построения диаграммы

При построении индикаторной диаграммы масштаб давления выбираем с таким расчетом, чтобы высота диаграммы была больше основания в 1,4…1,8 раза. Рекомендуется принять масштаб давлений m_p после вычисления значения Р_z , из расчета, для бензинового двигателя 30…40мм и для дизеля 20…30мм на 1МПа ( см. рисунок ).

По оси абсцисс откладываем отрезок ОА в мм, соответствующий

объему камеры сгорания Vс. Величина отрезка ОА определяется из соотношения

ОА = S/(Ɛ – 1),

где S – ход поршня, мм; Ɛ – степень сжатия двигателя.

Далее откладываем отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра V_c, а численно ходу поршня (АВ=S) в мм. Тогда

ОВ = ОА + АВ.

Для дизеля находим величину отрезка Z¹Z в мм из выражения

Z¹Z = ОА(ρ – 1),

где ρ = 1,2…1,4 – степень предварительного расширения.

Затем , без учета масштаба по давлению (ввиду малых значений), откладываем линию атмосферного давления Р₀ = 0,1МПа и относи - тельно этой линии, участки диаграммы: выпуска (b¹r) и впуска (ra) (см. рисунок 1и2).

Построение политроп сжатия (ас) и расширения (zb) выполняем

после аналитического вычисления ряда промежуточных точек по следующим формулам:

для политропы сжатия

,

для политропы расширения

,

где Р_х – давление в промежуточной точке сжатия и расширения,МПа;

Р_а = 0,08 – давление в конце процесса впуска, МПа;

Р_b = 0,3 - давление в конце процесса выпуска, МПа;

n₁ = 1,30…1,38 – показатель политропы сжатия;

n₂ = 1,20…1,28 – показатель политропы расширения.

Расчет первых точек при ОХ = ОА дает значения характерных точек Р_с и Р_z для построения индикаторной диаграммы.

Расчет промежуточных точек политроп сжатия и расширения удобно производить в табличной форме (таблица 1).

Таблица 1

№ точки	ОХ, мм		Политропа сжатия				Политропа расширения
					,МПа				, МПа

Расчет основных показателей двигателя

Из полученной индикаторной диаграммы определяем величину

среднего индикаторного давления рабочего цикла, МПа,

,

где F – площадь диаграммы (a,c,z,b,a), мм²;

m_p – принятый масштаб давления, МПа/мм.

Среднее эффективное давление рабочего цикла, МПа,

P_e = P_i·η_м ,

где η_м = 0,8…0,9 – механический кпд двигателя.

Определяем рабочий объем цилиндра, л ,

V_h = ,

где D и S – диаметр цилиндра и ход поршня, мм.

Через рабочий объем цилиндра определяем литраж двигателя, л,

V_л = V_h·i ,

где i – число цилиндров.

Максимальная мощность двигателя, кВт ,

,

где n – частота вращения вала двигателя, мин^-1;

Крутящий момент, соответствующий Ne.max , Н·м ,

;

Литровая мощность двигателя, кВт/л ,

_{Сравнить расчетные значения показателей с аналогичными показателями двигателя прототипа.}

Рисунок 1 – Пример построения индикаторной диаграммы

дизельного двигателя (mp = 0,05МПа/мм)

Рисунок 2 – Пример построения индикаторной диаграммы

бензинового двигателя (mp = 0,033МПа/мм)

Приложение

Вариант№		Марка двигателя	Тип двигателя		i		D мм	S мм			Ɛ		n мин^-1
1		ВАЗ-2106	бенз.		4		79	80			8,5		5400
2		Д - 245	диз.		4		110	125			16,0		2200
3		ВАЗ- 2108	бенз.		4		76	71			9,9		5600
4		ГАЗ - 52	бенз.		6		82	110			7,2		2800
5		ЗМЗ - 514	диз.		4		87	94			19,5		4000
6		ЗМЗ - 53	бенз.		8		92	80			7,6		3200
7		УЗАМ-331	бенз.		4		82	70			9,5		5600
8		ЗИЛ - 645	диз.		8		110	115			16,0		2800
9		МеМЗ-245	бенз.		4		72	76			9,5		5400
10		ЗИЛ - 114	бенз.		8		108	95			9,5		4000
11		ЗМЗ - 402	бенз.		4		92	92			8,2		4500
12		ЯМЗ - 236	диз.		6		130	140			16,5		2100
13		ЗИЛ - 375	бенз.		8		108	95			7,0		3200
14		Д - 144	диз.		4		105	120			16,5		2000
15		ВАЗ - 2105	бенз.		4		79	66			8,5		5600
16		ЗМЗ - 406	бенз.		4		92	86			9,3		4500
17		КамАЗ-740	диз.		8		120	120			17,0		2600
18		СМД - 18	диз.		4		128	130			17,0		1900
19		АЗЛК-412	бенз.		4		82	70			8,8		5800
20		ГАЗ - 21	бенз.		4		92	92			7,6		4000
21		ГАЗ - 560	диз.		4		85	94			20		2300
22		ЯМЗ - 238	диз.		8		130	140			16,5		2100
23		ЗИЛ - 130	бенз.		8		100	95			6,5		3200
24		ВАЗ - 341	диз.		4		76	80			22		4800
25		ГАЗ - 14	бенз.		8		100	88			8,5		4200
26		УМЗ - 440	диз.		4		92	92			18,0		4200
27		MAN- D0826	диз.		6		108	125			17,0		2700
28		Duratec-HE	бенз.		4		83	83			10,8		6000
29		Nissan TD23	диз.		4		89	92			18,0		3600
30	Ford-SCT		бенз.	4		87			83	10,0		6000
31	VolvoTD610		диз.	6		98			120	17,5		2800