1. Визначення сил тиску в циліндрах двигунів внутрішнього згорання та в поршневих компресорах.

Для двигуна внутрішнього згорання задаються параметри:

Н – хід поршня;

р_а – тиск початку стискнення;

ε_g – ступінь стиснення;

λ_g – ступінь підвищення тиску при згоранні;

Побудуємо діаграму двотактного дизеля (рисунок 5.1). На горизонтальній осі відкладаємо в масштабі хід поршня Н. З нижньої мертвої точки d відкладаємо вліво відрізок 0,1Н (загублений хід поршня). Відкладемо в масштабі тиску р_а (відрізок ОО₁) і знайдемо точку а діаграми.

Рисунок 5.1

Фази індикаторної діаграми

ас – стискання;

cz – горіння;

zb – розширення;

bda – вихлоп і продувка;

Тиск р_С кінця циклу стиснення визначається формулою:

(5.7)

максимальний тиск в циліндрі за формулою

(5.8)

Знайдені тиски в масштабі відкладаються на осі ординат, одержуємо точки С і у діаграми. Довжину горизонтального відрізку YZ, який відповідає горінню при постійному тиску, наближено можна визначити із співвідношення:

(5.9)

Тиск р_В в кінці робочого ходу (відповідає переміщенню поршня на 0,9Н від верхньої мертвої точки) визначимо по формулі:

(5.10)

Будуємо точку „в” діаграми. Далі будується проміжні точки на відрізках стиснення та розширення. Для цього ділимо відрізок О₁а навпіл (точка е), потім знаходимо точку поділивши О₁е і О₁f навпіл. Тиск в цих положеннях при стисненні визначається за формулами:

(5.11)

В підсумку знаходимо точки кривої стиску. Тиск при розширенні в тих самих положеннях за формулами (5.11), але з показником степеня 1,25:

(5.12)

Отримуємо точки кривої при розширенні. Плавно округлюємо від руки відрізок СYZ і будуємо хвостову частину діаграми – лінію bd.

В чотирьохтактному дизелі використовуємо (рисунок 5.2) ті ж самі вихідні дані. Відмінність лише в тому, що відрізок О₁а дорівнює ходу поршня Н (загублений хід відсутній і необхідно ще нанести лінії всасування і виштовху).

Рисунок 5.2

Фази індикаторної діаграми

ас – стискання;

cz’z– горіння;

zb – розширення;

bO₁ – вихлоп;

O₁a – всмоктування;

Тиск р_c i р_z розраховується по формулам (5.7), (5.8), а довжина горизонтального відрізку YZ по формулі:

(5.13)

Тиск в точках , визначається по формулам (5.11), (5.12). Відрізки діаграми в мертвих точках округлюються. На діаграмі чотирьохтактного карбюраторного двигуна відсутній горизонтальний відрізок YZ. Тиск рв визначається:

(5.14)

Всі інші ординати розраховуються так само, як для чотирьохтактного дизеля.

В практиці значення ступені стиснення змінюються в межах 11-16 для дизелей і 5-7 для карбюраторних двигунів. Величина ступеней підвищення тиску при згоранні складає 1,4-2,0 у дизелей і може доходити до 5,0 у карбюраторних двигунів.

Для побудови діаграми тиску в циліндрі поршневого компресора (рисунок 5.3) будемо вважати, що висота камери стиснення при положенні поршня в верхній мертвій точці дорівнює 5% його хода Н. Тиск нагнітання в балон . Відкладемо по горизонталі хід поршня Н в масштабі.

Рисунок 5.3