3. Расчет и построение индикаторной диаграммы.

Расчет рабочего цикла завершается построением диаграммы расчётного цикла. Однако диаграмма строится только для базового варианта расчёта, при котором решено, что полученные параметры двигателя удовлетворительно согласуются с данными прототипа.

Полагаем, что объём V_s, описанный ходом поршня S, в некотором масштабе изображается отрезком А* = 250 мм. Тогда

,мм;

, мм;

, мм;

, мм.

Давление газов в период политропного сжатия, МПа

,

в период политропного расширения, МПа

,

где: -текущее значение степени сжатия в рабочем цилиндре (табл. 2).

Таблица 2 – Данные для построения диаграммы расчётного цикла

Текущее значение степени сжатия	Давление сжатия	Давление расширения
1	…	…
2	…	…

3	…	…
4	…	…
5	…	…
…	…	…
	…	рz
…	…	рz
	…	рz

3. 1. Построение индикаторной диаграммы.

Построение индикаторной диаграммы производится на миллиметровой бумаге, формата А-4 в соответствии со схемой, изображённой на рис. 1.

По оси ординат рисуем шкалу давлений p_г так, чтобы высота диаграммы была (0,7÷0,8)·A^*.

3.2. Определение среднего индикаторного давления по диаграмме расчётного цикла.

Среднее индикаторное давление, МПа:

,

где F - площадь диаграммы расчётного цикла, мм², определённая с помощью планиметра, или другим способом;

А* - длина диаграммы расчётного цикла, мм, принято А* = 250 мм.

3.3. Сравнение, , полученного в тепловом расчёте c , полученным по диаграмме расчётного цикла (индикаторной диаграмме).

4. Построение схемы кривошипно-шатунного механизма

4.1. Выбираем масштаб чертежа по высоте, исходя из величины хода поршня S.

4.2. Строим в нижней части листа формата А4 в выбранном масштабе кривошип радиусом R = (рис. 2).

4.3. Строим шатун исходя из .

4.4. Для того, чтобы определить по высоте положение диафрагмы, ставим поршень в НМТ, с учетом его длины. Поршень нижней частью не должен касаться диафрагмы, т.е. устанавливаем длину штока.

4.5. Относительно поршня, находящегося в НМТ, рисуем в масштабе цилиндровую втулку с продувочными окнами, известной высоты h_s = ψ_s∙S приняв, что верхняя кромка головки поршня при его нахождении в НМТ совпадает с нижней кромкой продувочных окон.

4.6. Ставим поршень в ВМТ и рисуем донышко цилиндровой крышки с учетом выражения , т.е..

4.7. Длину штока выбираем так, чтобы правильно установить диафрагму:

а) крейцкопф при его положении в ВМТ не должен доходить диафрагмы;

б) нижняя часть поршня при нахождении его в НМТ не должна касаться диафрагмы;

в) нижняя часть втулки не должна касаться диафрагмы.

Приложение 1

Параметры стандартных внешних условий

	Средние широты	Тропики
рo	0,1 МПа=1 бар =750 мм рт. ст.	0,101 МПа=1 бар =760 мм рт. ст
to	27 ^оС	45 ^оС
φo	60 %	60 %
tзв	27 ^оС	32 ^оС

Приложение 2

Выбор сорта топлива.

Малооборотные дизели могут работать на любом сорте топлива, при наличии системы топливоподготовки (подогрев топлива в танках, отстойных и расходных цистернах, перед ТНВД; очистка топлива от механических примесей, воды).

Основные условия полного сгорания топлива:

- высокий коэффициент избытка воздуха α (до 3);

- низкая частота вращения коленчатого вала n (чем ниже n, тем больше времени отводится на подготовку топлива к сгоранию);

- высокая температура воздушного заряда в конце сжатия Т_с

; ;

- способность самого топлива к быстрому самовоспламенению и полному сгоранию определяется качеством распыливания (дисперсность), скоростью испарения, равномерностью распределения частичек топлива по всему объёму камеры сгорания, интенсивностью окисления молекул топлива.

Способность топлива к самовоспламенению и быстрому и полному сгоранию по мере утяжеления компонентов и расширения фракционного состава ухудшается из-за высокой вязкости топлива, так как дисперсность уменьшается, диаметр капель увеличивается, и испарение частичек топлива становится более длительным.

Изменение фракционного состава топлива происходит из-за постепенного, медленного выкипания сначала лёгких фракций, затем тяжёлых, что приводит к его медленному окислению и неполному сгоранию. Температура самовоспламенения тяжёлых топлив ниже, чем лёгких. [4, с.277]

При выборе сорта топлива необходимо руководствоваться экономическими и техническими соображениями. Лёгкие топлива стоят дороже тяжёлых (лёгкое 150-160 $/т, тяжёлые 80-90 $/т). Качество топлива определяет состояние эксплуатационных расходов на техническое обслуживание и ремонт. Судоходные компании используют топлива, вязкость которых достигает 350 сСт при температуре 50⁰С [4, с.269].

Ориентировочный элементарный состав топлива:

Мазут	Моторное	Дизельное	Стандартное
С=0,84	С=0,85	С=0,864	С=0,87
Н=0,105	Н=0,125	Н=0,135	Н=0,126
Sт=0,036	Sт=0,0158	Sт=0	Sт=0
О=0,007	О=0,0047	О=0,001	О=0,004
W=0,012	W=0,005	W=0	W=0

Теплота сгорания топлива определяется по формулам:

Формула Менделеева

= 339,15С +1256Н – 108,86(О - S_т) – 25,12(9H + W), кДж/ кг,

где C,H,O,S_т,W - элементарный состав топлива, %

Формула эмпирическая

, МДж/кг,

где x, y, S_т - массовое содержание воды, золы, серы в долях от единицы;

ρ₁₅ – плотность топлива, кг/м³ [4, с.252, 266 табл.6.4].