Курсовой проект по автомобильным двигателям

                                                                                                                Таблица-1

 

1.6. Индикаторная диаграмма  двигателя. 

Индикаторная  диаграмма двигателя ЯМЗ-236 строится на листе миллимитровой бумаги. Соотношение  высоты индикаторной диаграммы к  ее ширине должно быть примерно 3:2. Диаграмма  строится в координатах Р и  V, с использованием результатов расчета теплового расчета. Давление газов откладывается по линии ординат, масштаб которого выберем М_р = 0,02 МПа/мм, для объемов откладываемых по линии абцисс, примерно 10 мм 0,05 V_a, т. е. ширина диаграммы должна соответствовать полному объему цилиндра. На осях координат (Р и V) следует отложить значения давлений (Р₀; Р_а; Р_r; Р_с; Р_z; Р_b), значения объемов V_c, V_h, V_a и V_z.

V_z = ρ∙V_c,

где ρ  – степень предварительного расширения, равная ρ = 1,67;

V_c = 0,1201 л.

V_z = ρ∙V_c = 1,67∙0,1201 = 0,201л.

Определяют  величину отрезка АВ, соответствующего рабочему объему цилиндра – V_h, а по величине равному ходу поршня – S в масштабе М_S:

принимаем М_S=3 : 2

мм.

Величину  отрезка ОА, соответствующую объему камеры сгорания V_C определяем по формуле:

где - степень сжатия,

 мм.

Расстояние  отрезка атмосферного давления:

ОР₀ = Р₀/М_р = 0,1/0,02 = 5 мм.

В нижней мертвой точке определим точку  а. Расстояние отрезка Ва характерезует  давление в начале такта сжатия:

Ва = Р_а/М_р = 0,087/0,02 = 4,35 мм.

В нижней мертвой точке определим точку b. Расстояние отрезка Вb характерезует давление в конце такта расширения:

Вb = Р_в/М_р = 0,38/0,02 = 19 мм.

В верхней  мертвой точке определим точку  с.Расстояние отрезка Ас характерезует  давление в конце такта сжатия:

Ас = Р_с/М_р = 3,83/0,02 = 191,5 мм.

В верхней  мертвой точке определим точку  z^/.Расстояние отрезка Аz^/ характерезует максимальное давление сгорания:

Аz^/ = P_z/M_p = 6,51/0,02 = 325,5 мм.

Величина  отрезка  , характеризуется степенью предварительного расширения и определяется по формуле:

где - степень предварительного расширения,

 мм.

На оси  абсцисс откладываем в принятом масштабе полученные отрезки соответствующие  им объемы.

Определение объема цилиндра  и величин произведем через каждые 10⁰ поворота коленчатого вала в следующей последовательности:

1) Перемещение  поршня (М) в зависимости от  угла поворота коленчатого вала  определяется по следующему выражению:

S_x = r[(1-cosα) + λ/4(1-cos2α)],

где r – радиус кривошипа, равный r = 0,07м;

λ –  отношение радиуса кривошипа  к длине шатуна, равный λ = 0,29.

S_x = 0,07∙[(1-cos180) + 0,27/4(1-cos2·180)] =0,14 л

S_x = 0,07∙[(1-cos190) + 0,27/4(1-cos2·190)] = 0,139л

S_x = 0,07∙[(1-cos200) + 0,27/4(1-cos2·200)] =0,137л

S_x = 0,07∙[(1-cos210) + 0,27/4(1-cos2·210)] =0,133л

S_x = 0,07∙[(1-cos220) + 0,27/4(1-cos2·220)] =0,128л

S_x = 0,07∙ [(1-cos230) + 0,27/4(1-cos2·230)] =0,121л

S_x = 0,07∙[(1-cos240) + 0,27/4(1-cos2·240)] =0,113л

S_x = 0,07∙ [(1-cos250) + 0,27/4(1-cos2·250)] =0,103л

S_x = 0,07∙ [(1-cos260) + 0,27/4(1-cos2·260)] =0,092л

S_x = 0,07∙ [(1-cos270) + 0,27/4(1-cos2·270)] =0,080л

S_x = 0,07∙ [(1-cos280) + 0,27/4(1-cos2·280)] =0,068л

S_x = 0,07∙ [(1-cos290) + 0,27/4(1-cos2·290)] =0,055л

S_x = 0,07∙[(1-cos300) + 0,27/4(1-cos2·300)]  =0,043л

S_x = 0,07∙ [(1-cos310) + 0,27/4(1-cos2·310)] =0,031л

S_x = 0,07∙[(1-cos320) + 0,27/4(1-cos2·320)]  =0,021л

S_x = 0,07∙[(1-cos330) + 0,27/4(1-cos2·330)]  =0,012л

S_x = 0,07∙[(1-cos340) + 0,27/4(1-cos2·340)]  =0,005л

S_x = 0,07∙[(1-cos350) + 0,27/4(1-cos2·350)]  =0,001л

S_x = 0,07∙ [(1-cos360) + 0,27/4(1-cos2·360)] =0л

Теперь, зная перемещение поршня при процессе сжатия, найдем текущее значение рабочего объема цилиндра по следующему выражению (см. [1], стр. 14):

Vh_x = S_x∙F_A∙10³, где

S_x – перемещение поршня в зависимости от угла поворота коленчатого вала;

F_A – площадь поршня, равный F_A = 0,0133м².

Vh_x = 0,14∙0,0133∙10³ = 1,862л                        Vh_x = 0,068∙0,0133∙10³ = 0,9044л

Vh_x = 0,139∙0,0133∙10³ = 1,849л                      Vh_x = 0,055∙0,0133∙10³ = 0,7315л

Vh_x = 0,137∙0,0133∙10³ = 1,822л                      Vh_x = 0,043∙0,0133∙10³ = 0,5719л

Vh_x = 0,133∙0,0133∙10³ = 1,769л                       Vh_x = 0,031∙0,0133∙10³ = 0,4123л

Vh_x = 0,128∙0,0133∙10³ = 1,7024л                     Vh_x = 0,021∙0,0133∙10³ = 0,2793л

Vh_x = 0,121∙0,0133∙10³ = 1,6093л                    Vh_x = 0,012∙0,0133∙10³ = 0,1596л

Vh_x = 0,113∙0,0133∙10³ = 1,5029л                    Vh_x = 0,005∙0,0133∙10³ = 0,0665л

Vh_x = 0,103∙0,0133∙10³ = 1,3699л                    Vh_x = 0,001∙0,0133∙10³ = 0,0133л

Vh_x = 0,092∙0,0133∙10³ = 1,2236л                    Vh_x = 0∙0,0133∙10³ = 0л

Vh_x = 0,080∙0,0133∙10³ = 1,064л

Теперь  найдем текущее значение полного  объема цилиндра:

Vx = Vh_x + V_c, где

V_c – объем камеры сгорания, равный V_c = 0,1201л.

Vx =1,862 + 0,1201=1,9821л                        Vx =0,9044+0,1201=1,0245л

Vx =1,849+0,1201=1,9691л                           Vx =0,7315+0,1201=0,8516л

Vx =1,822+0,1201=1,9421л                           Vx =0,5719+0,1201=0,692л

Vx =1,769+0,1201=1,8891л                           Vx =0,4123+0,1201= 0,5324л

Vx =1,7024+0,1201=1,8225л                         Vx =0,2793+0,1201=0,3994л

Vx =1,6093+0,1201=1,7294л                          Vx =0,1596+0,1201=0,2797л

Vx =1,5029+0,1201=1,623л                            Vx =0,066+0,1201=0,1866л

Vx =1,3699+0,1201=1,49л                              Vx =0,0133+0,1201=0,1334л

Vx =1,2236+0,1201=1,3437л                          Vx =0+0,1201=0,1201л.

Vx =1,064+0,1201= 1,1841л

Теперь  определим текущее значение степени  сжатия, по следующей формуле (см. [1], стр. 15):

ε_х = V_a/V_x, где

V_a – полный объем цилиндра, равный 1,9821л.

ε_х =1,9821/1,9821 = 1                                     ε_х =1,9821/1,0245=1,9347

ε_х =1,9821/1,9691=1,0066                             ε_х =1,9821/0,8516=2,3275

ε_х =1,9821/1,9421=1,0206                             ε_х =1,9821/0,692=2,8643

ε_х =1,9821/1,8891=1,0492                             ε_х =1,9821/0,5324=3,7230

ε_х =1,9821/1,8225=1,0876                             ε_х =1,9821/0,3994=4,9627

ε_х =1,9821/1,7294=1,1461                             ε_х =1,9821/0,2797=7,0865

ε_х =1,9821/1,623=1,2213                               ε_х =1,9821/0,1866=10,6222

ε_х =1,9821/1,49=1,3303                                 ε_х =1,9821/0,1334=14,8583

ε_х =1,9821/1,3437=1,4751                             ε_х =1,9821/0,1201=16,5037

ε_х =1,9821/1,1841=1,6739

Теперь  найдем выражение ε_хⁿ₁, где n₁ - показатель политропы сжатия, равный n₁ = 1,35.

ε_хⁿ₁ = 1^1.35 = 1                                                 ε_хⁿ₁ = 1,9347^1,35 = 2,4374

ε_хⁿ₁ = 1,0066^1,35 = 1,0089                               ε_хⁿ₁ = 2,3275^1,35 = 3,1282

ε_хⁿ₁ = 1,0206^1,35 = 1,0279                               ε_хⁿ₁ = 2,8643^1,35 = 4,1398

ε_хⁿ₁ = 1,0492^1,35 = 1,0670                                ε_хⁿ₁ = 3,7230^1,35 = 5,8980

ε_хⁿ₁ = 1,0876^1,35 = 1,1200                                ε_хⁿ₁ = 4,9627^1,35 = 8,6940

ε_хⁿ₁ = 1,1461^1,35 = 1,2021                               ε_хⁿ₁ =  7,0865^1,35 = 14,0632

ε_хⁿ₁ = 1,2213^1,35 = 1,3098                                ε_хⁿ₁ = 10,6222^1,35 = 24,2879

ε_хⁿ₁ = 1,3303^1,35 = 1,4700                                ε_хⁿ₁ = 14,8583^1,35 = 38,2084

ε_хⁿ₁ = 1,4751^1,35 = 1,6901                                ε_хⁿ₁ = 16,5037^1,35 = 44,0286

ε_хⁿ₁ = 1,6739^1,35 = 2,0046

Теперь  определим промежуточные значения давлений газов в процессе сжатия по следующей зависимости (см. [1], стр. 14):

Р_сж. = Р_а· ε_хⁿ₁ , где

Р_а - давление в конце впуска, равное Р_а = 0,087МПа.

Р_сж. = 0,087·1 = 0,087МПа                              Р_сж. = 0,087·4,1398 = 0,3602МПа

Р_сж. = 0,087·1,0089 = 0,0878МПа                   Р_сж. = 0,087·5,8980 = 0,5131МПа