Индикаторной диаграммы

Рис. 75. Индикаторная диаграмма четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Рис. 92. К примеру 2. а) схема двухступенчатого компрессора, б) индикаторная диаграмма компрессора.

Рис. 93. Расчет маховика для двухступенчатого компрессора по Виттенбауэру: а) схема механизма-и повернутые планы скоростей; б) индикаторная диаграмма; в) графики приведенных моментов сил сопротивления и движущих сил; г) график приведенного момента инерции от масс ведомых звеньев механизма; д) график изменения кинетической энергии; е) диаграмма Виттенбауэра; ж) лучи 0—1 и О—II, проведенные под наибольшим и наименьшим углами.

Рис. 5.8. Индикаторная диаграмма идеального поршневого компрессора

Рис. 5.11. Индикаторная диаграмма трехступенчатого компрессора (а) и изображение процесса сжатия в Т, s-диаграмме (б)

Индикаторная диаграмма трехступенчатого компрессора изображена на рис. 5.11. В первой ступени компрессора газ сжимается по политропе до давления р,,, затем он поступает в промежуточный холодильник /, где охлаждается до начальной температуры Т\. Сопротивление холодильника по воздушному тракту с целью экономии энергии, расходуемой на сжатие, делают небольшим. Это позволяет считать процесс охлаждения газа изобарным. После холодильника газ поступает во вторую ступень и сжимается по политропе до рш, затем охлаждается до температуры Т\ в холодильнике 2 и поступает в цилиндр третьей ступени, где сжимается до давления р2.

Анализ рабочего цикла в ДВС обычно производят с помощью индикаторной диаграммы, на которой графически изображена зависимость давления в цилиндре от объема, занятого газом, или положения поршня. При работе ДВС индикаторная диаграмма записывается присоединенным к нему специальным прибором — индикатором.

Различают два типа поршневых ДВС — ч_е тырехтактные и д в у_х.т_а-К-?д1й ?.•_ У четырехтактного двигателя, индикаторная диаграмма которого изображена на рис. 21.2, а, отдельным процессам соответствуют: 0-1 — всасывание топливной смеси (1-й такт); 1-2 — сжатие смеси (2-й такт); 2-3 — сгорание -\-3-4 — расширение продуктов сгорания + 4-5— выхлоп (3-й такт); 5-0 — выталкивание продуктов сгорания (4-й такт).

Рис. 21.2. Индикаторная диаграмма четырехтактного (а) и двухтактного (б) двигателей: А — выпускное окно; Б — продувочное окно

Рис. 21.4. Индикаторная диаграмма ДВС

— эффективное 91 Изобарный процесс 31 Изотермическая поверхность 70 Изотермический процесс 31, 39 Изохорный процесс 30, 38 Индикаторная диаграмма ДВС 178 Интенсификация теплоотдачи 100 Испарительное охлаждение 206

поршля, основываясь на упрощенной индикаторной диаграмме (рис. 75). Первый такт (всасывание) протекает по прямой аЬ; второй такт (сжатие) —по кривой be; третий такт (рабочий ход) — по кривой cd; четвертый такт (выхлоп) — по кривой de. Сила Р, приложенная к поршню, определяется через ординату j/ индикаторной диаграммы, взятую для рассматриваемого такта и положения поршня (на рис. 75 рассматривается такт сжатия).

\ip — масштаб по оси ординат индикаторной диаграммы.

Анализ рабочего цикла в ДВС обычно производят с помощью индикаторной диаграммы, на которой графически изображена зависимость давления в цилиндре от объема, занятого газом, или положения поршня. При работе ДВС индикаторная диаграмма записывается присоединенным к нему специальным прибором — индикатором.

Графически оно определяется высотой прямоугольника (рис. 21.4), ш ощадь и основание которого соответственно равны площади и длине индикаторной диаграммы.

В качестве примера рассмотрим последовательность обработки механической характеристики (индикаторной диаграммы) четырехтактного одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания (рис. 4.4).

Силой, действующей па поршень машины, является сила давления газа, образующегося при сгорании паров топлива в камере сгорания. Зависимость давления pi на поршень от его перемещения представлена в виде индикаторной диаграммы Pi = pt(s). Сила, действующая на поршень, Fi = pmD2l4, где D — диаметр поршня.

Для обработки индикаторную диаграмму следует построить с таким же масштабом перемещений p,s, в каком представлена кинематическая схема двигателя (рис. 4.4). Можно также, воспользовавшись известным из геометрии способом деления отрезков в данном отношении, перенести разметку поршня в масштабе кинематической схемы двигателя па ось индикаторной диаграммы, имеющей произвольный масштаб перемещений (рис. 4.5). Для этого проведем под произвольным углом к оси Os из верхней мертвой точки / прямую линию. На нее нанесем разметку хода поршня в масштабе ц,. Затем соединим нижнюю мертвую точку 7 с соответствующей точкой оси Os диаграммы (точкой 7„). Через точки 2, 3 4 5 6 проводим линии, параллельные прямой 770. Получаем на оси точки /0> 20, 30, 40, 50,

6о, /о и проводим через них ординаты до пересечения с соответствующими линиями индикаторной диаграммы. Таким же образом поступаем при разметке диаграммы для остальных тактов работы двигателя.

В кривошипно-ползунном механизме двигателя, состоящем из кривошипа /, шатуна 2 и ползуна (поршня) 3 (рис. 6.1, а), возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение кривошипа. Рабочий цикл в цилиндре двигателя совершается за один оборот коленчатого (кривошипного) вала. Изменение давления в цилиндре в зависимости от положения поршня показано на индикаторной диаграмме (рис. 6.1, б). Фазы индикаторной диаграммы: ас — сжатие горючей смеси, сгв — сгорание и расширение продуктов сгорания, eda — выхлоп и продувка. Кулачковый механизм с тарельчатым толкателем 5 предназначен для управления выхлопным клапаном 6, через который производится очистка цилиндра от продуктов сгорания. Кулачок 4, закрепленный на одном валу с зубчатым колесом гв, получает вращение через зубчатую передачу Z4—z5—Ze, причем г^—г^. Колесо z\ установлено на кривошипном валу, который

через' повышающий планетарный механизм 7 (мультипликатор) приводит во вращение вал электрогенератора 8. Для получения требуемой равномерности движения на кривопшпном валу закреплен маховик 9. Циклограмма механизмов показана на рис. 6.1, в. Исходные данные приведены в табл. 6.1, а, а данные для построения индикаторной диаграммы — в табл. 6.1,6.

Смазываются механизмы компрессора плунжерным масляным насосом кулачкового типа. Кулачок 11, закрепленный на одном валу с зубчатым колесом zt, приводит в движение толкатель (плунжер насоса) 12. Для получения требуемой равномерности движения на кривошипном налу закреплен маховик 13. Циклограмма механизмов показана па рис. 6.17, о. Исходные данные приведены в табл. 6.17, а, а данныг для построения индикаторной диаграммы — в табл. 6.17,6.