Здравствуйте! Диаграмму цикла двигателя внутреннего сгорания, вычерченную в системе координат v — p и характеризующую величину работы, получаемой в цилиндре двигателя за один цикл, можно построить на основе расчетов (теоретическая диаграмма), или снять непосредственно с работающего двигателя его индицированием (действительная индикаторная диаграмма) специальными приборами — индикаторами.
На рис. 1. изображена индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя. Полезная площадь диаграммы равна алгебраической сумме положительной площади (со знаком «+»), соответствующей работе за такты сжатия и расширения, и отрицательной площади (со знаком «-»), которая соответствует работе, затраченной на осуществление тактов впуска и выпуска (насосная работа).
В двухтактных двигателях вся площадь индикаторной диаграммы представляет собой полезную индикаторную работу. Работа цикла определяется из выражения Li = piFS = piVh, где рi — среднее индикаторное давление, Па; F — площадь поршня, м2; S — ход поршня, м; Vh — рабочий объем цилиндра, м3.
Среднее индикаторное давление находят по индикаторной диаграмме следующим образом. Планиметром или каким-либо другим способом измеряют площадь f (в мм²) индикаторной диаграммы, представляющую собой индикаторную работу. Разделив полученную площадь f на длину l (в мм) индикаторной диаграммы, получают высоту h (в мм) прямоугольника, равновеликого по площади индикаторной диаграмме. Эта высота с учетом масштаба оси ординат равна среднему индикаторному давлению: pi = f/lm, где m — масштаб оси ординат (давлений) индикаторной диаграммы, мм/Па.
Таким образом, среднее индикаторное давление равно некоторому условному постоянному давлению, под действием которого поршень в процессе расширения газа создает работу, равную фактической работе газа в цилиндре за один цикл (индикаторной работе).
Среднее индикаторное давление зависит от количества подаваемого в цилиндр топлива и изменяется с изменением нагрузки двигателя. Для различных двигателей оно имеет различные значения в зависимости от применяемого цикла, коэффициента избытка воздуха, степени сжатия и др. Наибольшее среднее индикаторное давление достигается в авиационных двигателях, в которых сжигание топлива происходит с минимальными коэффициентами избытка воздуха.
Величина рi является очень важной характеристикой, так как работа двигателя, при определенных размерах цилиндра Vh прямо пропорциональна среднему индикаторному давлению. Мощность, развиваемая в каждом цилиндре и соответствующая индикаторной работе Li, определяется по формуле
(1)
где n— число оборотов в минуту; i — тактность двигателяДля многоцилиндрового двигателя простого действия с числом цилиндров z общая мощность равна
(2)
Согласно формулам (1) и (2), мощность двигателя можно повысить за счет увеличения размеров Vh и числа цилиндров z, а также числа оборотов n или за счет уменьшения тактности i. Наиболее эффективным способом увеличения мощности двигателя является применение наддува, увеличивающего среднее индикаторное давление. В двигателях с наддувом свежая смесь предварительно сжимается в компрессоре, благодаря чему увеличивается масса заряда в цилиндре. В результате в том же объеме цилиндра сжигается больше топлива и, следовательно, развивается большая мощность. В некоторых дизелях применение наддува приводит к увеличению мощности в 1,5—2,5 раза.
Эффективная мощность равна разности индикаторной мощности и мощности, затрачиваемой на преодоление сил трения и привод вспомогательных устройств: Ne = Ni — Nтр. Мощность, затрачиваемую на механические потери, и эффективную мощность двигателя, определяют опытным путем.
Таким образом, увеличение мощности двигателя достигается повышением степени сжатия, увеличением числа оборотов, количества цилиндров, применением двухтактного процесса, наддува, использованием полостей цилиндра по обе стороны поршня в качестве рабочих (двигатели двойного действия) и снижением различного рода потерь энергии. Исп. литература: 1) Теплотехника, под ред. И.Н.Сушкина, Москва, «Металлургия», 1973. 2) Теплотехника, Бондарев В.А., Процкий А.Е., Гринкевич Р.Н. Минск, изд. 2-е,"Вышейшая школа", 1976.
teplosniks.ru
См.79 вопрос
82. Среднее давление теоретической диаграммы ДВС
|
|
|
83. Среднее индикаторное давление ДВС?
Это такое условно постоянное давление, которое, действуя на поршень, совершает работу, равную внутренней работе газа в течение всего рабочего цикла.
Графически 
в определенном масштабе равно высоте прямоугольникаmm’hh’, по площади равного площади диаграммы и имеющего ту же длину.
f- площадь индикаторной диаграммы (мм2)
l- длина инд.диаграммы - mh
kp- масштаб давления (Па/мм)
84. Среднее эффективное давление ДВС?
Это произведение механического кпд на среднее индикаторное давление.
ре= рi*ηмех, Где ηмех=Ne/Ni. При нормальном режиме работы ηмех=0,7-0,85.
85. Механический КПД ДВС?
ηмех=Ne/Ni- отношение эффективной мощности к индикаторной.
При нормальном режиме работы ηмех=0,7-0,85.
86. Индикаторная мощность ДВС?
Инд. мощность двигателя, получаемая внутри цилиндра, может быть определена с помощью индикаторной диаграммы, снимаемой специальным прибором – индикатором.
Инд. мощность – работа, совершаемая рабочим телом в цилиндре двигателя в ед.времени.
Инд. мощность одного цилиндра -
k- кратность двигателя
V-рабочий объем цилиндра
n-число рабочих ходов.
87. Эффективная мощность ДВС?
полезно используемая мощность, снимаемая с коленвала
Ne=Ni-Nтр
Nтр – сумма потерь мощности на трение между движущимися деталями двигателя и на приведение в действие вспомогательных механизмов (насосов, генератора, вентилятора и др.)
Определение эф.мощности двигателя в лабораторных условиях или при стендовых испытаниях производят с помощью спец.тормозных устройств – механических, гидравлических или электрических.
88. Удельный расход топлива в ДВС?
Расход топлива- отношение расхода топлива всем двигателем к его мощности.
g=3,6*103B/N в зависимости от мощности различают индикаторный и удельный эфективный расходы топлива.
- текущая теплота сгорания топлива,
Аi- тепловой эквивалент единиц работы
89. Особенности газа как топлива для ДВС?
ДВС, в котором в качестве топлива используется газ (сжиженные углеводородные газы(пропан-бутан) или природный газ (метан)) – газовый двигатель.
Температура воспламенения газа значительно выше, чем ДТ, поэтому воспламенение горючей смеси происходит от электрической свечи, а горючая смесь приготовляется вне цилиндра двигателя, в смесителе.
Степень сжатия в газовых двигателях выше, чем в карбюраторных.
( ε=5…13)
При сгорании газа не выделяется зола. Он сгорает почти полностью без образования дыма, сажи и других продуктов неполного сгорания.
Газовое топливо является безударным. В смеси с воздухом при впуске в цилиндр отсутствуют неиспарившиеся жидкие фракции. Это приводит к увеличению срока службы масла в газовом двигателе, снижению износа основных деталей, повышению моторесурса и надежности газового двигателя на 30-50% по сравнению с жидкостными.
Газообразное топливо, как и бензин, обладает очень высокой температурой воспламенения, поэтому применяется в двигателях с воспламенением от постороннего источника энергии. Процесс воспламенения топлива в карбюраторном ДВС происходит от электрической свечи.
В карбюраторных двигателях используют сжиженный нефтяной газ (СНГ) и сжиженный природный газ (СПГ).
Важным преимуществом СНГ является переход в сжиженное состояние при температуре окружающей среды и сравнительно небольшом избыточном давлении – 1,6 МПа. В таком виде он хранится в баллонах. По калорийной способности нефтяной газ уступает не более чем на 3-4% бензину, поэтому при переводе карбюраторного двигателя нагаз его мощность снижается незначительно.
Сжатый природный газ в качестве основного компонента содержит метан и в небольшом количестве примеси других газов. Особенностью метана является то, что при нормальной температуре и даже высоком давлении он не переходит в сжиженное состояние. Чтобы иметь достаточный энергетический запас, сжатый газ хранится в высокопрочных баллонах под давлением 200 МПа. Баллоны имеют большую массу. Калорийность природного газа ниже калорийности бензина на 10-15%.
Применение СНГ и СПГ в качестве моторного топлива на транспортном подвижном составе позволяет существенно снизить токсичность по оксиду углерода в 3-4 раза, оксидам азота в 1,"-2,0 раза, углеводородам в 1,2-1,4 раза.
studfiles.net
Индикаторная диаграмма — это графическое изображение изменения давления горючей смеси в цилиндре двигателя в зависимости от положения поршня.
Полезная работа, которую совершает поршень при перемещении внутри цилиндра, получается в результате частичного преобразования теплоты при сгорании топлива. Эту работу называют индикаторной.
Индикаторная работа соответствует площади, заключенной между кривой сжатия и кривой расширения на индикаторной диаграмме:
Рис. Действительные и расчетные индикаторные диаграммы: а — карбюраторного двигателя; б — дизеля (сплошная линия — расчетный цикл, пунктирная линия — реальный цикл)
Площадь на индикаторной диаграмме, заключенная между кривыми впуска и выпуска, соответствует работе, затраченной на процесс газообмена (насосные ходы поршня).
Точки с и z’ полученные на расчетной индикаторной диаграмме, не соответствуют реально протекающим процессам сжатия и сгорания. В результате предварительного открытия клапанов и запаздывания их закрытия относительно ВМТ и НМТ поршня часть площади, соответствующей индикаторной работе, выпадает из расчетной индикаторной диаграммы (пунктирная линия b’bb»).
Для получения действительной индикаторной диаграммы используют коэффициент скругления фi.
Значения коэффициента скругления в зависимости от типа четырехтактного двигателя от 0,92 до 0,97.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Индикаторные диаграммы ДВС. просмотров - 402
Исследование работы реального поршневого двигателя целесообразно производить по диаграмме, в которой дается изменение давления в цилиндре в зависимости от положения поршня за весь
цикл. Такую диаграмму, снятую с помощью специального прибора индикатора, называют индикаторной диаграммой. Площадь замкнутой фигуры индикаторной диаграммы изображает в определенном масштабе индикаторную работу газа за один цикл.
Рис. 7.6.1
На рис. 7.6.1 изображена индикаторная диаграмма двигателя, работающего с быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме. В качестве горючего для этих двигателей применяют легкое топливо бензин, светильный или генераторный газ, спирты и др.
При ходе поршня из левого мертвого положения в крайнее правое через всасывающий клапан засасывается горючая смесь, состоящая из паров и мелких частиц топлива и воздуха. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 0-1, которая принято называть линией всасывания. Очевидно, линия 0-1 не является термодинамическим процессом, так как в нем основные параметры не изменяются, а изменяются только масса и объем смеси в цилиндре. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, происходит сжатие горючей смеси. Процесс сжатия на диаграмме изображается кривой 1-2, которая принято называть линией сжатия. В точке 2, когда поршень еще немного не дошел до левого мертвого положения, происходит воспламенение горючей смеси от электрической искры. Сгорание горючей смеси происходит почти мгновенно, т. е. практически при постоянном объеме. Этот процесс на диаграмме изображается кривой 2-3. В результате сгорания топлива температура газа резко возрастает и давление увеличивается (точка 3). Затем продукты горения расширяются. Поршень перемещается в правое мертвое положение, и газы совершают полезную работу. На индикаторной диаграмме процесс расширения изображается кривой 3-4, называемой линией расширения. В точке 4 открывается выхлопной клапан, и давление в цилиндре падает почти до наружного давления. При дальнейшем движении поршня справа налево из цилиндра удаляются продукты сгорания через выхлопной клапан при давлении, несколько превышающем атмосферное давление. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 4-0 и принято называть линией выхлопа.
Рассмотренный рабочий процесс совершается за четыре хода поршня (такта) или за два оборота вала. Такие двигатели называются четырехтактными.
Из описания работы процесса реального двигателя внутреннего сгорания с быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме видно, что он не является замкнутым. В нем имеются все признаки необратимых процессов: трение, химические реакции в рабочем теле, конечные скорости поршня, теплообмен при конечной разности температур и т. д.
Рассмотрим идеальный термодинамический цикл двигателя с изохорным подводом количества теплоты (v=соnst), состоящий из двух изохор и двух адиабат.
На рис. 70.2 и 70.3 представлен цикл в - и
– диаграммах, который осуществляется следующим образом.
Идеальный газ с начальными параметрами и
сжимается по адиабате 1-2 до точки 2. По изохоре 2-3 рабочему телу сообщается количество теплоты
. От точки 3 рабочее тело расширяется по адиабате 3-4. Наконец, по изохоре 4-1 рабочее тело возвращается в первоначальное состояние, при этом отводится количество теплоты
в теплоприемник. Характеристиками цикла являются степень сжатия
и степень повышения давления
.
Определяем термический КПД этого цикла, полагая, что теплоемкость и величина
постоянны:
.
Количество подведенной теплоты , а количество отведенной теплоты
.
Тогда термический КПД цикла
.
Рис. 7.6.2 Рис. 7.6.3
Термический КПД цикла с подводом количества теплоты при постоянном объеме
. (7.6.1) (17:1)
Из уравнения (70.1) следует, что термический КПД такого цикла зависит от степени сжатия и показателя адиабаты
или от природы рабочего тела. КПД увеличивается с возрастанием
и
. От степени повышения давления
, термический КПД не зависит.
С учетом – диаграммы (рис. 70.3) КПД определяем из соотношения площадей:
= (пл. 6235—пл. 6145)/пл. 6235 = пл. 1234/пл. 6235.
Очень наглядно можно проиллюстрировать зависимость КПД от увеличения на
– диаграмме (рис. 7.70.3).
При равенстве площадей подведенного количества теплоты в двух циклах (пл. 67810=пл. 6235), но при разных степенях сжатия КПД будет больше у цикла с большей степенью сжатия, так как в теплоприемник отводится меньшее количество теплоты, т. е. пл. 61910<пл. 6145.
При этом увеличение степени сжатия ограничивается возможностью преждевременного самовоспламенения горючей смеси, нарушающего нормальную работу двигателя. Вместе с тем, при высоких степенях сжатия скорость сгорания смеси резко возрастает, что может вызвать детонацию (взрывное горение), которая резко снижает экономичность двигателя и может привести к поломке его деталей. По этой причине для каждого топлива должна применяться определенная оптимальная степень сжатия. Учитывая зависимость отрода топлива степень сжатия в изучаемых двигателях изменяется от 4 до 9.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, исследования показывают, что в двигателях внутреннего сгорания с подводом количества теплоты при постоянном объеме нельзя применять высокие степени сжатия. В связи с этим рассматриваемые двигатели имеют относительно низкие КПД.
Теоретическая полезная удельная работа рабочего тела зависит от взаимного расположения процессов расширения и сжатия рабочего тела. Увеличение средней разности давлений между линиями расширения и сжатия позволяет уменьшить размеры цилиндра двигателя. В случае если обозначить среднее давление через то теоретическая полезная удельная работа рабочего тела составит
.
Давление называют средним индикаторным давлением (или средним цикловым давлением), т. е. это условное постоянное давление, под действием которого поршень в течение одного хода совершает работу, равную работе всего теоретического цикла.
Цикл с подводом количества теплоты в процессе
Изучение циклов с подводом количества теплоты при постоянном объеме показало, что для повышения экономичности двигателя, работающего по этому циклу, крайне важно применять высокие степени сжатия. Но это увеличение ограничивается температурой самовоспламенения горючей смеси. В случае если же производить раздельное сжатие воздуха и топлива, то это ограничение отпадает. Воздух при большом сжатии имеет настолько высокую температуру, что подаваемое в цилиндр топливо самовоспламеняется без всяких специальных запальных приспособлений. И наконец, раздельное сжатие воздуха и топлива позволяет использовать любое жидкое тяжелое и дешевое топливо – нефть, мазут, смолы, каменноугольные масла и пр.
Такими высокими достоинствами обладают двигатели, работающие с постепенным сгоранием топлива при постоянном давлении. В них воздух сжимается в цилиндре двигателя, а жидкое топливо распыляется сжатым воздухом от компрессора. Раздельное сжатие позволяет применять высокие степени сжатия (до ) и исключает преждевременное самовоспламенение топлива. Процесс горения топлива при постоянном давлении обеспечивается соответствующей регулировкой топливной форсунки. Создание такого двигателя связывают с именем немецкого инженера Дизеля, впервые разработавшего конструкцию подобного двигателя.
Рассмотрим идеальный цикл двигателя с постепенным сгоранием топлива при постоянном давлении, т. е. цикл с подводом количества теплоты при постоянном давлении. На рис. 70.4 и 70.5 изображен данный цикл в и
диаграммах. Осуществляется он следующим образом. Газообразное рабочее тело с начальными параметрами
,
,
сжимается по адиабате 1-2; затем телу по изобаре 2-3 сообщается неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ количество теплоты
. От точки 3 рабочее тело расширяется по адиабате 3-4. И наконец, по изохоре 4-1 рабочее тело возвращается в первоначальное состояние, при этом в теплоприемник отводится теплота
.
Характеристиками цикла являются степень сжатия и степень предварительного расширения
.
Определим термический КПД цикла, полагая, что теплоемкости и
и их отношение
постоянны:
.
Количество подведенной теплоты
,
количество отведенной теплоты
Термический КПД цикла
Рис. 7.6.4 Рис. 7.6.5
Среднее индикаторное давление в цикле с подводом теплоты при определяется из формулы
Среднее индикаторное давление увеличивается с возрастанием
и
.
Цикл с подводом количества теплоты в процессе при и
, или цикл со смешанным подводом количества теплоты.
Двигатели с постепенным сгоранием топлива при имеют некоторые недостатки. Одним из них является наличие компрессора, применяемого для подачи топлива, на работу которого расходуется 6–10% от общей мощности двигателя, что усложняет конструкцию и уменьшает экономичность двигателя. Вместе с тем, крайне важно иметь сложные устройства насоса, форсунки и т. д.
Стремление упростить и улучшить работу таких двигателей привело к созданию бескомпрессорных двигателей, в которых топливо механически распыляется при давлениях 50–70 МПа. Проект бескомпрессорного двигателя высокого сжатия со смешанным подводом количества теплоты разработал русский инженер Г. В. Тринклер. Этот двигатель лишен недостатков обоих разобранных типов двигателей. Жидкое топливо топливным насосом подается через топливную форсунку в головку цилиндра в виде мельчайших капелек. Попадая в нагретый воздух, топливо самовоспламеняется и горит в течение всего периода, пока открыта форсунка: вначале при постоянное объеме, а затем при постоянном давлении.
Идеальный цикл двигателя со смешанным подводом количества теплоты изображен в – и
– диаграммах на рис. 70.6 и 70.7.
Рис. 7.6.6 Рис. 7.6.7
Рабочее тело с параметрами ,
,
сжимается по адиабате 1-2 до точки 2. По изохоре 2-3 к рабочему телу подводится первая
доля теплоты . По изобаре 3-4 подводится вторая доля теплоты
.
От точки 4 рабочее тело расширяется по адиабате 4-5. И наконец, по изохоре 5-1 рабочее тело возвращается в первоначальное состояние – в точку 1, при этом отводится теплота в теплоприемник. Характеристиками цикла являются степень сжатия
, степень повышения давления
и степень предварительного расширения
.
Определим термический КПД цикла при условии, что теплоемкости ,
и показатель адиабаты
постоянны:
Первая доля подведенного количества теплоты
.
Вторая доля подведенного количества теплоты
.
Количество отведенной теплоты
Термический КПД
.
Раздел 8. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии.
oplib.ru
Основное отличие 2-тактного двигателя от 4-тактного заключается в способе газообмена – очистки цилиндра от продуктов сгорания и зарядки его свежим воздухом или горячей смесью.
Устройства газораспределения 2-тактных двигателей – щели во втулке цилиндра, перекрываемые поршнем, и клапаны или золотники.
Рабочий цикл:
После сгорания топлива начинается процесс расширения газов (рабочий ход). Поршень движется к нижней мертвой точке (НМТ). В конце процесса расширения поршень 1 открывает впускные щели (окна) 3 (точка b) или открываются выпускные клапана, сообщая полость цилиндра через выхлопную трубу с атмосферой. При этом часть продуктов сгорания выходит из цилиндра и давление в нем падает до давления продувочного воздуха Pd. В точке d поршень открывает продувочные окна 2, через которые в цилиндр подается смесь топлива с воздухом под давлением 1,23-1,42 бар. Дальнейшее падение замедляется, т.к. в цилиндр поступает воздух. От точки d до НМТ одновременно открыты выпускные и продувочные окна. Период, в течении которого одновременно открыты продувочные и выпускные окна, называется продувкой. В этот период цилиндр наполняется смесью воздуха, а продукты сгорания вытесняются из него.
Второй такт соответствует ходу поршня от нижней к верхней мертвой точке. В начале хода продолжается процесс продувки. Точка f – конец продувки – закрытие впускных окон. В точке а закрываются выпускные окна и начинается процесс сжатия. Давление в цилиндре к концу зарядки несколько выше атмосферного. Оно зависит от давления продувочного воздуха. С момента окончания продувки и полного перекрытия выпускных окон начинается процесс сжатия. Когда поршень не доходит на 10-30град по углу поволрота колен.вала до ВМТ (точка с/), в цилиндр через форсунку подается топливо или производится зажигание смеси и цикл повторяется.
При одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения мощность 2-тактного значительно больше, в 1,5-1,7 раза.
Среднее давление теоретической диаграммы ДВС.
Среднее индикаторное давление ДВС.
Это такое условно постоянное давление, которое, действуя на поршень, совершает работу, равную внутренней работе газа в течение всего рабочего цикла.
Графически pi в определенном масштабе равно высоте прямоугольника mm/hh/, по площади равного площади диаграммы и имеющего ту же длину.
f- площадь индикаторной диаграммы (мм2)
l- длина инд.диаграммы - mh
kp- масштаб давления (Па/мм)
Среднее эффективное давление ДВС.
Это произведение механического кпд на среднее индикаторное давление.
ηмех,
Где ηмех=Ne/Ni. При нормальном режиме работы ηмех=0,7-0,85.
Механический КПД ДВС.
ηмех=Ne/Ni
- отношение эффективной мощности к индикаторной.
При нормальном режиме работы ηмех=0,7-0,85.
Индикаторная мощность ДВС.
Инд. мощность двигателя, получаемая внутри уилиндра, может быть определена с помощью индикаторной диаграммы, снимаемой специальным прибором – индикатором.
Инд.мощность – работа, совершаемая рабочим телом в цилиндре двигателя в ед.времени.
Инд.мощность одного цилиндра - 
k- кратность двигателя
V-рабочий объем цилиндра
n-число рабочих ходов.
Эффективная мощность ДВС.
- полезно используемая мощность, снимаемая с колен.вала
Ne=Ni-Nтр
Nтр – сумма потерь мощности на трение между движущимися деталями двигателя и на приведение в действие вспомогательных механизмов (насосов, генератора, вентилятора и др.)
Определение эф.мощности двигателя в лабораторных условиях или при стендовых испытаниях производят с помощью спец.тормозных устройств – механических, гидравлических или электрических.
cyberpedia.su
Рабочий цикл двухтактного двигателя осуществляется за два такта (за один оборот коленчатого вала). Процессы выпуска и наполнения цилиндра воздухом происходят только на части хода поршня (130—150° поворота коленчатого вала), а потому они значительно отличаются от таких же процессов в четырехтактных двигателях.
Процессы очистки цилиндра (выпуска) и продувки (наполнения) весьма сложны и зависят и от типа двигателя, и от самого устройства органов продувки и выпуска. В судовых двухтактных дизелях нашли применение различные устройства органов продувки и выпуска, т. е. различные системы продувок.
На рис. 8 изображена схема устройства двухтактного дизеля тронкового типа с прямоточно-клапанной продувкой.
В нижней части боковой поверхности рабочего цилиндра расположены продувочные окна, а в крышке цилиндра — выпускные клапаны. Продувочный воздух нагнетается в цилиндр продувочным насосом (в рассматриваемой схеме — продувочный насос роторного типа, или объемный насос). Он расположен сбоку и приводится в действие от распределительного вала. Выпускные клапаны приводятся в действие от распределительного вала, число оборотов которого равно числу оборотов коленчатого вала.
Индикаторная диаграмма данного двигателя показана на рис. 9.
Первый такт — сжатие воздуха в цилиндре начинается с момента перекрытия поршнем продувочных окон (точка 7, рис. 8 и 9). Выпускные клапаны закрыты. Давление воздуха в конце сжатия (точка 2) достигает 35— 50 кГ/см2 и температура 700—750° С.
Второй такт включает горение топлива, расширение продуктов сгорания, выпуск и продувку. Процесс подачи топлива в цилиндр и его сгорание заканчиваются так же, как и в четырехтактном дизеле, и осуществляются в период расширения (точка 3). Начало подачи топлива — точка 2' (рис. 9), а точка 2 — конец сжатия.
Максимальное давление цикла достигает 55—80 кГ/см2, а температура 1700—1800° С.
При дальнейшем движении поршня от ВМТ к НМТ происходит расширение продуктов сгорания и в момент открытия выпускных клапанов (точка 4), которые открываются раньше открытия кромкой поршня продувочных окон, начинается выпуск.
Открытие выпускных клапанов раньше открытия продувочных окон необходимо для снижения давления в цилиндре до давления продувочного воздуха к моменту открытия продувочных окон.
Следовательно, с момента начала открытия поршнем продувочных окон (точка 5) до полного их открытия (точка 6) и вновь до момента закрытия окон (точка 1, при обратном движении поршня от НМТ к ВМТ) происходит процесс продувки цилиндра.
Продувочный воздух, заполняя цилиндр, поднимается вверх, вытесняя отработавшие газы из цилиндра через клапаны в выпускной тракт.
Таким образом происходит одновременная очистка цилиндра от отработавших газов и наполнение цилиндра свежим зарядом воздуха.
Закрытие выпускных клапанов (конец выпуска) производится несколько позже закрытия поршнем продувочных окон (точка 6), что способствует лучшей очистке верхней части цилиндра от отработавших газов.
После закрытия выпускных клапанов рабочий цикл повторяется в той же последовательности.
На рис. 10 приведена развернутая индикаторная диаграмма рассматриваемого двухтактного дизеля, а на рис. 11—его круговая диаграмма распределения. Обозначения фаз распределения такие же, как и на рис. 9.
Как видно на индикаторной диаграмме, давление в цилиндре всегда выше атмосферного. Величина минимального давления в цилиндре зависит от величины давления продувочного воздуха. Давление продувочного воздуха составляет 1,2—1,5 ата и при работе двигателя с наддувом повышается до 2,5 ата.
На круговой диаграмме (см. рис. 11) углы обозначают следующие фазы распределения.
vdvizhke.ru
Обработка индикаторных диаграмм двигателя
Индикаторная диаграмма, снятая механическим индикатором, позволяет наиболее просто определить среднее индикаторное давление. Для этого с помощью планиметра определяется площадь диаграммы (в мм2), а затем делением полученного значения площади на длину диаграммы (в мм) и на масштаб пружины диаграммы определяется среднее индикаторное давление.
Определение среднего индикаторного давления по диаграммам, снятым электрическим или пневмоэлектрическим индикатором, является более трудоемким, так как для этого требуется более сложная обработка диаграммы.
Индикаторная диаграмма, снятая электрическим индикатором, обычно является совмещенной осциллограммой с записью кривых (давление в цилиндре двигателя, давление в топливопроводе и подъема иглы форсунки — в зависимости от времени).
После съемки, проявления, увеличения и печатания на осциллограмме отмечается дата, двигатель и тарировочные шкалы.
По осциллограмме, пример которой приведен на рис. 196, определяются следующие основные величины.
1. Скорость вращения коленчатого вала
5. Согласно тарировочным кривым определяется по осциллограмме давление в цилиндре рс и рz (кривая ДЦ, рис. 196), давление в топливопроводе (кривая ДТ), pф — давление открытия форсунки и подъем иглы форсунки и pт.п — давление нагнетания топлива (кривая ПИ) в любой момент времени. При этом продолжительность открытия форсунки и продолжительность подачи топлива по насосу определяются так:
6. Среднее индикаторное давление. Непосредственным планиметрированием площади под кривой ДЦ на осциллограмме можно определить только среднее давление по времени. Для определения среднего индикаторного давления необходимо кривую ДЦ перестроить в координаты давление — объем. С достаточной точностью среднее индикаторное давление может быть подсчитано аналитическим путем. Выражая работу за цикл в зависимости от давления в цилиндре по углу поворота вала, и так как функция р = f(?) является периодической, то разложение ее в ряд позволяет получить следующие формулы для подсчета рi.:
двухтактный двигатель
где В1, В2, В4 — коэффициенты разложения, определяются методом приближенного гармонического анализа.
Так, например, по диаграмме (приведенной на рис. 197) двухтактного дизеля, коэффициенты разложения определяются следующим образом.
1. Значения ординат кривой через 30°, начиная с ВМТ,
2. Переписывая их в следующем порядке находится разность
3. Определяется сумма и разность величин, выписанных в следующем порядке:
4. Значения коэффициентов В1 и В2, определяются из уравнений:
vdvizhke.ru
среднее давление теоретической диаграммы ДВС
работа кругового процесса ДВС
