2. Определение параметров рабочего цикла и построение индикаторной диаграммы

Индикаторной диаграммой называется графическое изображение зависимости давлений газа в цилиндре двигателя от объема (координаты Р-V), хода поршня (координаты «РS») или от угла поворота коленчатого вала (координаты «Р- »).

Для построения индикаторной диаграммы выполняется тепловой расчет двигателя и определяются показатели, характеризующие процессы впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска.

1. Процесс впуска

В приближенных расчетах абсолютное давление газов в процессе впуска принимают неизменным, зависящим от гидравлического сопротивления впускного тракта, степени подогрева заряда и количества газов, оставшихся в цилиндре после выпуска.

Давление газов в конце впуска зависит от гидравлического сопротивления впускного такта, степени подогрева на впуске, количества газов, оставшихся в цилиндре в конце впуска, и других факторов.

Давление в конце впуска для двигателей без наддува определяют:

, МПа (2.1)

где - потери давления во впускной магистрали, МПа. р_о = 0,1 МПа.

С целью лучшего наполнения цилиндров двигателя свежим зарядом необходимо эти потери свести к минимуму.

Для 4-тактных двигателей указанные потери можно ориентировочно подсчитать по эмпирической формуле:

р_а = (0,03...0,18) р_о или р_а = 0,055∙ 10^-4 n, МПа, (2.2)

где n - частота вращения коленчатого вала, об/мин.

Давление в конце впуска для двигателей с наддувом определяют по зависимости:

р_а = р_к  р_ак, МПа, (2.3)

где р_к - давление наддува, МПа (принимается по заданию) или определяется по формуле:

р_к = (1,4...2,0) р_о, МПа. (2.4)

Потери давления на впуске после компрессора равны:

р_ак = (0,04...0,1)р_к, МПа. (2.5)

Конечную температуру впуска Т_а для 4-тактного двигателя можно определить для двигателей без наддува по выражению:

, К, (2.6) а для двигателей с наддувом

, К, (2.7)

где t - подогрев свежего заряда во впускном трубопроводе (может быть принят по табл. 2.1) .

Тк - температура газов после компрессора

, (2.8)

где n_к - показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре (для центробежных компрессоров n_к = 1.4...2,0).

Степень заполнения цилиндра свежим зарядом характеризуется коэф-фициентом наполнения _v, который представляет собой отношение количества свежего заряда, поступившего в цилиндр при работе двигателя, к тому количеству заряда, которое мог бы заполнить этот цилиндр при температуре и давлении окружающей среды.

Для двигателей без наддува

; (2.9)

для двигателей с наддувом

. (2.10)

Значения основных параметров процесса впуска современных ДВС представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Основные параметры процесса впуска

Тип ДВС	ра, МПа	рк, МПа	Та, К	v	Δt, оС
Дизель без наддува	0.085…0,09	-	310…350	0,8…0,94	20…40
Дизель с турбонаддувом	(0,9...0,96) рк	0,15…0,25	310…400	0,8…0,97	0…10
Бензиновый карбюраторный	0,07... 0,08	-	320…380	0,75…0,85	-5…+25
Бензиновый с впрыском	0,07…0,08	-	320…380	0,8…0,96	-5…+25