Indikatoru diagrammu uzbūve

Indikatoru diagrammas ir iebūvētas koordinātēs p-V.

Iekšdedzes dzinēja indikatoru diagrammas uzbūve balstās uz termisko aprēķinu.

Konstrukcijas sākumā uz abscisu ass tiek uzzīmēts segments AB, kas atbilst cilindra darba tilpumam un ir vienāds ar virzuļa gājienu skalā, kas atkarībā no projektētā dzinēja virzuļa gājiena var pieņemt kā 1:1, 1,5:1 vai 2:1.

Segments OA, kas atbilst sadegšanas kameras tilpumam,

nosaka pēc attiecības:

Segmentu z "z dīzeļdzinējiem (3.4. att.) nosaka vienādojums

Z,Z=OA(p-1)=8(1,66-1)=5,28 mm, (3,11)

spiedieni = 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,07; 0,10 MPa mm, lai

iegūstiet diagrammas augstumu, kas vienāds ar 1,2 ... 1,7 no tās pamatnes.

Pēc tam saskaņā ar siltuma aprēķina datiem diagrammā tie tiek ievietoti

izvēlētā spiediena vērtību skala raksturīgajos punktos a, c, z, z,

b, r. z punkts benzīna dzinējam atbilst pzT.

Četrtaktu dīzeļdzinēja indikatora diagramma

Saskaņā ar visizplatītāko Brouwer grafisko metodi kompresijas un izplešanās politropi tiek veidoti šādi.

Uzzīmējiet staru no izcelsmes labi patvaļīgā leņķī pret abscisu asi (ieteicams ņemt = 15 ... 20 °). Turklāt no sākuma stari OD un OE tiek novilkti noteiktos leņķos un uz y asi. Šos leņķus nosaka no attiecībām

0,46 = 25°, (3,13)

Kompresijas politropu veido, izmantojot starus OK un OD. No punkta C tiek novilkta horizontāla līnija, līdz tā krustojas ar y asi; no krustošanās punkta - līnija 45 ° leņķī pret vertikāli, līdz tā krustojas ar OD staru, un no šī punkta - otra horizontāla līnija, kas ir paralēla abscisu asij.

Pēc tam no punkta C tiek novilkta vertikāla līnija, līdz tā krustojas ar OK staru. No šī krustošanās punkta 45 ° leņķī pret vertikāli mēs novelkam līniju, līdz tā krustojas ar abscisu asi, un no šī punkta otru vertikālu līniju, kas ir paralēla y asij, līdz tā krustojas ar otro. horizontāla līnija. Šo līniju krustpunkts būs saspiešanas politropa starppunkts 1. 2. punkts tiek atrasts līdzīgi, par būvniecības sākumu ņemot 1. punktu.

Izplešanās politrops ir veidots, izmantojot starus OK un OE, sākot no punkta Z", līdzīgi kā kompresijas politropa konstrukcijā.

Paplašinājuma politropa pareizas konstrukcijas kritērijs ir tā nonākšana iepriekš uzzīmētajā punktā b.

Jāpatur prātā, ka izplešanās politropiskās līknes veidošana jāsāk no punkta z , nevis z ..

Pēc kontrakcijas un izplešanās politropu uzbūves tie ražo

indikatora diagrammas noapaļošana, ņemot vērā izplūdes vārsta iepriekšēju atvēršanu, aizdedzes laiku un spiediena pieauguma ātrumu, kā arī piemēro ieplūdes un izplūdes līnijas. Šim nolūkam zem abscisu ass uz virzuļa gājiena garuma S kā uz diametra uzzīmē pusloku ar rādiusu R=S/2. No ģeometriskā centra Оґ virzienā uz n.m.t. segments tiek pārcelts

Kur L- savienojošā stieņa garums tiek izvēlēts no tabulas. 7 vai prototips.

Rejs PAR 1.AR 1 tiek veikts leņķī J o = 30°, kas atbilst leņķim

aizdedzes laiks ( Qo= 20…30° līdz w.m.t.), un punkts AR 1 nojaukts uz

kontrakcijas politrops, iegūstot punktu c1.

Lai izveidotu līnijas balona tīrīšanai un uzpildīšanai, tiek uzlikta sija PAR 1?IN 1 leņķī g=66°. Šis leņķis atbilst izplūdes vārsta vai izplūdes atveru pirmsatvēršanas leņķim. Pēc tam tiek novilkta vertikāla līnija, līdz tā krustojas ar izplešanās politropu (punkts b 1?).

No punkta b 1. novelciet līniju, kas definē izmaiņu likumu

spiediens indikatora diagrammas sadaļā (līnija b 1.s). Līnija kā,

raksturojot balona tīrīšanas un uzpildīšanas turpināšanu, kan

jātur taisni. Jāpiebilst, ka punkti s. b 1. Jūs varat arī

atrast pēc virzuļa gājiena zaudētās daļas vērtības y.

kā=y.S. (3.16)

Divtaktu dzinēju, kā arī kompresordzinēju indikatoru diagramma vienmēr atrodas virs atmosfēras spiediena līnijas.

Kompresora dzinēja indikatora diagrammā ieplūdes līnija var būt augstāka par izplūdes līniju.

Iekšdedzes dzinēja indikatoru diagramma (1. att.) veidota, izmantojot dzinēja darba cikla procesu aprēķinu datus. Veidojot diagrammu, ir jāizvēlas mērogs tā, lai iegūtu augstumu, kas vienāds ar 1,2 ... 1,7 no tās pamatnes.

1. att. Dīzeļdzinēja indikatora diagramma

Rīsi. 1 Dīzeļdzinēja indikatora diagramma

Konstrukcijas sākumā uz abscisu ass (diagrammas pamatnes) skalā tiek attēlots segments S a \u003d S c + S,

kur S ir virzuļa gājiens (no TDC līdz BDC).

Segmentu S c, kas atbilst kompresijas kameras tilpumam (V c), nosaka pēc izteiksmes S c = S / - 1.

Segments S atbilst cilindra darba tilpumam V h un ir vienāds ar virzuļa gājienu. Atzīmējiet punktus, kas atbilst virzuļa stāvoklim TDC, punkti A, B, BDC.

Spiediens skalā 0,1 MPa uz milimetru ir attēlots pa ordinātu asi (diagrammas augstums).

Spiediena punkti p g, p c, p z ir attēloti uz TDC līnijas.

Spiediena punkti p a, p c ir attēloti uz NDC līnijas.

Dīzeļdzinējam ir nepieciešams arī uzzīmēt tā punkta koordinātas, kas atbilst aprēķinātā sadegšanas procesa beigām. Šī punkta ordināta būs vienāda ar p z, un abscisu nosaka izteiksme

S z = S ar   , mm. (2,28)

Gāzu kompresijas un izplešanās līnijas konstrukciju var veikt šādā secībā. Patvaļīgi starp TDC un BDC tiek atlasīti vismaz 3 virzuļa gājiena V x1, V x2, V x3 (vai S x1, S x2, S x3) tilpumi vai segmenti.

Un tiek aprēķināts gāzes spiediens

Uz kompresijas līnijas

Uz izplešanās līnijas

Visi konstruētie punkti ir vienmērīgi savienoti viens ar otru.

Pēc tam pārejas tiek noapaļotas (ar katru spiediena maiņu aprēķināto ciklu krustpunktos), ko aprēķinos ņem vērā ar diagrammas pilnības koeficientu.

Karburatora dzinējiem noapaļošana degšanas beigās (punkts Z) tiek veikta pa ordinātu p z \u003d 0,85 P z max.

2.7. Vidējā indikatora spiediena noteikšana no indikatoru diagrammas

Vidējais teorētiskais indikatora spiediens p "i ir taisnstūra augstums, kas vienāds ar indikatora diagrammas laukumu spiediena skalā

MPa (2,31)

kur F i ir teorētiskās indikatora diagrammas laukums, mm 2, ko ierobežo TDC, BDC, saspiešanas un izplešanās līnijas, var noteikt ar planimetru, ar integrācijas metodi vai citā veidā; S - indikatora diagrammas garums (virzuļa gājiens), mm (attālums starp TDC, BDC līnijām);

 p - spiediena skala, kas izvēlēta, veidojot indikatora diagrammu, MPa / mm.

Faktiskais indikatora spiediens

р i = р i ΄ ∙ φ p, MPa, (2.32)

kur  p - indikatora diagrammas laukuma nepabeigtības koeficients; ņem vērā faktiskā procesa novirzi no teorētiskā (noapaļošana ar krasām spiediena izmaiņām, karburatora dzinējiem  p = 0,94 .. .0,97; dīzeļdzinējiem  p = 0,92 .. .0,95);

р = р r - ра - sūknēšanas zudumu vidējais spiediens ieplūdes un izplūdes laikā dzinējiem ar atmosfēru.

Pēc p i noteikšanas pēc indikatoru diagrammas to salīdzina ar iepriekš aprēķināto (1.4. formula) un nosaka neatbilstību procentos.

Vidējais efektīvais spiediens p e ir vienāds ar

p e \u003d p i - p mp,

kur p mp nosaka pēc formulas 1.6.

Pēc tam aprēķiniet jaudu atbilstoši atkarībai
un salīdziniet ar doto. Ja jāpārrēķina vairāk procesu, neatbilstībai jābūt ne lielākai par 10 ... 15%.

Ir ieteicams izpētīt reāla virzuļdzinēja darbību, izmantojot diagrammu, kas parāda spiediena izmaiņas cilindrā atkarībā no virzuļa stāvokļa visā garumā.

cikls. Šādu diagrammu, kas uzņemta, izmantojot īpašu indikatora ierīci, sauc par indikatoru diagrammu. Indikatora diagrammas slēgtās figūras laukums noteiktā mērogā attēlo gāzes indikatora darbu vienā ciklā.

Uz att. 7.6.1. attēlā parādīta indikatoru diagramma dzinējam, kas darbojas ar ātri degošu degvielu nemainīgā tilpumā. Kā degviela šiem dzinējiem tiek izmantots vieglās degvielas benzīns, apgaismojuma vai ģeneratora gāze, spirti utt.

Kad virzulis pārvietojas no kreisās nāves stāvokļa uz galējo labo pusi, caur iesūkšanas vārstu tiek iesūkts degošs maisījums, kas sastāv no tvaikiem un nelielām degvielas un gaisa daļiņām. Šis process ir attēlots 0-1 līknes diagrammā, ko sauc par sūkšanas līniju. Acīmredzot līnija 0-1 nav termodinamisks process, jo tajā nemainās galvenie parametri, bet mainās tikai maisījuma masa un tilpums cilindrā. Kad virzulis pārvietojas atpakaļ, sūkšanas vārsts aizveras un degmaisījums tiek saspiests. Saspiešanas process diagrammā ir attēlots ar līkni 1-2, ko sauc par saspiešanas līniju. 2. punktā, kad virzulis vēl nav sasniedzis kreiso mirušo stāvokli, degmaisījums tiek aizdedzināts ar elektrisko dzirksteli. Degmaisījuma sadegšana notiek gandrīz acumirklī, t.i., gandrīz nemainīgā tilpumā. Šis process diagrammā ir attēlots ar līkni 2-3. Degvielas sadegšanas rezultātā strauji paaugstinās gāzes temperatūra un palielinās spiediens (3. punkts). Tad sadegšanas produkti paplašinās. Virzulis pārvietojas pareizajā mirušajā stāvoklī, un gāzes veic noderīgu darbu. Indikatora diagrammā izplešanās process ir attēlots ar 3-4 līkni, ko sauc par izplešanās līniju. 4. punktā atveras izplūdes vārsts, un spiediens cilindrā nokrītas līdz gandrīz ārējam spiedienam. Turpinot virzuļa kustību no labās puses uz kreiso pusi, sadegšanas produkti tiek izņemti no cilindra caur izplūdes vārstu ar spiedienu, kas ir nedaudz lielāks par atmosfēras spiedienu. Šis process ir attēlots 4-0 līknes diagrammā un tiek saukts par izplūdes līniju.

Aplūkojamais darba process tiek pabeigts četros virzuļa gājienos (ciklā) vai divos vārpstas apgriezienos. Šādus dzinējus sauc par četrtaktu.

No reāla iekšdedzes dzinēja procesa ar ātru degvielas sadegšanu nemainīgā tilpumā darbības apraksta redzams, ka tas nav slēgts. Tam ir visas neatgriezenisku procesu pazīmes: berze, ķīmiskās reakcijas darba šķidrumā, galīgie virzuļu apgriezieni, siltuma pārnese pie ierobežotas temperatūras starpības utt.

Apsveriet ideālu termodinamisko ciklu motoram ar izohorisku siltuma padevi (v = const), kas sastāv no diviem izohoriem un diviem adiabātiem.

Uz att. 70.2 un 70.3 parāda ciklu - un - diagrammās, kas tiek veikta šādi.

Ideāla gāze ar sākotnējiem parametriem un tiek saspiesta pa adiabātisko 1-2 līdz punktam 2. Siltuma daudzums tiek ziņots darba šķidrumam pa izohoru 2-3. No 3. punkta darba ķermenis izplešas pa adiabātisko 3-4. Visbeidzot, pa 4-1 izohoru, darba šķidrums atgriežas sākotnējā stāvoklī, bet siltuma daudzums tiek noņemts uz siltuma uztvērēju. Cikla raksturlielumi ir kompresijas pakāpe un spiediena attiecība.

Mēs nosakām šī cikla termisko efektivitāti, pieņemot, ka siltuma jauda un vērtība ir nemainīga:

Padotā siltuma daudzums un izņemtā siltuma daudzums.

Tad cikla termiskā efektivitāte

Rīsi. 7.6.2. att. 7.6.3

Cikla termiskā efektivitāte ar siltuma ievadi nemainīgā tilpumā

. (7.6.1) (17:1)

No (70.1) vienādojuma izriet, ka šāda cikla termiskā efektivitāte ir atkarīga no saspiešanas pakāpes un adiabātiskā indeksa vai no darba šķidruma rakstura. Efektivitāte palielinās, palielinoties un. No spiediena pieauguma pakāpes termiskā efektivitāte nav atkarīga.

Ņemot vērā - diagrammas (70.3. att.), efektivitāti nosaka no laukumu attiecības:

\u003d (pl. 6235-pl. 6145) / kvadrātā. 6235 = pl. 1234/pl. 6235.

Ļoti uzskatāmi ir iespējams ilustrēt efektivitātes atkarību no pieauguma - diagrammā (7.70.3. att.).

Ja pievadītā siltuma daudzuma laukumi ir vienādi divos ciklos (pl. 67810 = pl. 6235), bet pie dažādām kompresijas pakāpēm, efektivitāte būs lielāka ciklam ar lielāku kompresijas pakāpi, jo mazāks daudzums siltuma tiek noņemts uz siltuma izlietni, t.i., pl. 61910<пл. 6145.

Tomēr kompresijas pakāpes palielināšanos ierobežo degošā maisījuma priekšlaicīgas pašaizdegšanās iespēja, kas traucē normālu dzinēja darbību. Turklāt pie augstām kompresijas pakāpēm maisījuma sadegšanas ātrums krasi palielinās, kas var izraisīt detonāciju (sprādzienbīstamu sadegšanu), kas krasi samazina dzinēja efektivitāti un var izraisīt tā daļu lūzumu. Tāpēc katrai degvielai ir jāpiemēro noteikta optimālā kompresijas pakāpe. Atkarībā no degvielas veida kompresijas pakāpe pētītajos dzinējos svārstās no 4 līdz 9.

Tādējādi pētījumi liecina, ka iekšdedzes dzinējos ar nemainīgu tilpuma siltuma ievadi nevar izmantot augstu kompresijas pakāpi. Šajā sakarā aplūkotajiem dzinējiem ir salīdzinoši zema efektivitāte.

Darba šķidruma teorētiskais noderīgais specifiskais darbs ir atkarīgs no darba šķidruma izplešanās un saraušanās procesu relatīvā stāvokļa. Palielinot vidējo spiediena starpību starp izplešanās un kompresijas līnijām, ir iespējams samazināt dzinēja cilindra izmēru. Ja apzīmēsim vidējo spiedienu cauri, tad teorētiski lietderīgais darba šķidruma specifiskais darbs būs

Spiedienu sauc par vidējo indikatora spiedienu (vai vidējo cikla spiedienu), tas ir, tas ir nosacīts nemainīgs spiediens, kura ietekmē virzulis viena gājiena laikā veic darbu, kas vienāds ar visa teorētiskā cikla darbu.

Cikls ar siltuma daudzuma padevi procesā

Ciklu izpēte ar siltuma padevi nemainīgā tilpumā parādīja, ka, lai palielinātu motora efektivitāti, kas darbojas saskaņā ar šo ciklu, ir jāizmanto augstas kompresijas pakāpes. Bet šo pieaugumu ierobežo degošā maisījuma pašaizdegšanās temperatūra. Tomēr, ja gaisa un degvielas saspiešana tiek veikta atsevišķi, šis ierobežojums pazūd. Augstas kompresijas gaisam ir tik augsta temperatūra, ka cilindrā padotā degviela spontāni aizdegas bez īpašām aizdedzes ierīcēm. Un visbeidzot, atsevišķa gaisa un degvielas saspiešana ļauj izmantot jebkuru šķidru smagu un lētu degvielu - eļļu, mazutu, sveķus, ogļu eļļas utt.

Tik augstas priekšrocības piemīt dzinējiem, kas darbojas ar pakāpenisku degvielas sadegšanu nemainīgā spiedienā. Tajos gaiss tiek saspiests motora cilindrā, un šķidrā degviela tiek izsmidzināta ar saspiestu gaisu no kompresora. Atsevišķa kompresija ļauj izmantot augstu kompresijas pakāpi (līdz ) un novērš priekšlaicīgu degvielas pašaizdegšanos. Degvielas sadedzināšanas procesu pie nemainīga spiediena nodrošina atbilstoša degvielas iesmidzinātāja regulēšana. Šāda dzinēja izveide ir saistīta ar vācu inženiera Dīzeļa vārdu, kurš pirmais izstrādāja šāda dzinēja dizainu.

Apsveriet ideālu motora ciklu ar pakāpenisku degvielas sadegšanu nemainīgā spiedienā, t.i., ciklu ar siltuma padevi nemainīgā spiedienā. Uz att. 70.4 un 70.5 šis cikls ir parādīts diagrammās. To veic šādi. Gāzveida darba šķidrums ar sākotnējiem parametriem , tiek saspiests pa adiabātisko 1-2; tad pa 2-3 izobāri ķermenim tiek nodots noteikts siltuma daudzums. No 3. punkta darba ķermenis izplešas pa adiabātisko 3-4. Un visbeidzot, gar 4-1 izohoru, darba šķidrums atgriežas sākotnējā stāvoklī, bet siltums tiek noņemts uz siltuma izlietni.

Cikla raksturlielumi ir saspiešanas pakāpe un pirmsizplešanās pakāpe.

Noteiksim cikla termisko efektivitāti, pieņemot, ka siltuma jaudas un un to attiecība ir nemainīga:

Padotā siltuma daudzums

noņemtais siltuma daudzums

Siltuma cikla efektivitāte

Rīsi. 7.6.4. att. 7.6.5

Vidējais indikatora spiediens ciklā ar siltuma padevi tiek noteikts pēc formulas

Vidējais indikatora spiediens palielinās, palielinoties un.

Cikls ar siltuma padevi procesā un , vai cikls ar jauktu siltuma padevi.

Dzinējiem ar pakāpenisku degvielas sadegšanu ir daži trūkumi. Viens no tiem ir degvielas padevei izmantotā kompresora klātbūtne, kura darbība patērē 6–10% no kopējās dzinēja jaudas, kas apgrūtina konstrukciju un samazina dzinēja efektivitāti. Turklāt ir nepieciešamas sarežģītas sūkņu ierīces, sprauslas utt.

Vēlme vienkāršot un uzlabot šādu dzinēju darbību ir novedusi pie bezkompresora dzinēju radīšanas, kuros degviela tiek mehāniski izsmidzināta ar spiedienu 50–70 MPa. Bezkompresora augstas kompresijas dzinēja ar jauktu siltuma padevi projektu izstrādāja krievu inženieris G.V. Trinklers. Šim dzinējam nav abu izjaukto dzinēju tipu nepilnības. Šķidrā degviela tiek piegādāta ar degvielas sūkni caur degvielas iesmidzinātāju uz cilindra galvu sīku pilienu veidā. Nokļūstot sakarsētajā gaisā, degviela spontāni aizdegas un deg visu laiku, kamēr sprausla ir atvērta: vispirms nemainīgā tilpumā un pēc tam nemainīgā spiedienā.

Ideāls dzinēja cikls ar jauktu siltuma padevi ir parādīts - un - diagrammās attēlā. 70.6 un 70.7.

.

Noteiksim cikla termisko efektivitāti, ja siltuma jaudas un adiabātiskais eksponents ir nemainīgi:

Pirmā daļa no piegādātā siltuma daudzuma

Otrā daļa no piegādātās siltumenerģijas daudzuma

Izņemtā siltuma daudzums

Indikatora diagramma - darba šķidruma spiediena atkarība no cilindra tilpuma (2. att.) - ir informatīvākais avots, kas ļauj analizēt procesus, kas notiek iekšdedzes dzinēja cilindrā. Dzinēja cikli, kas veikti četros virzuļa gājienos no TDC uz BDC, ir parādīti indikatoru diagrammā koordinātēs p–Všādi līknes segmenti:

r 0 – a 0 - ieplūdes gājiens;

a 0 – c- kompresijas gājiens;

c – z-b 0 – darba gājiena cikls (izplešanās);

b 0 – r 0 – atbrīvošanas gājiens.

Diagrammā ir atzīmēti šādi raksturīgie punkti:

b, r- attiecīgi izplūdes vārsta atvēršanās un aizvēršanās laiks;

u, a - attiecīgi ieplūdes vārsta atvēršanās un aizvēršanās laiks;

Rīsi. 2. Tipiska četrtaktu indikatora diagramma

iekšdedzes dzinējs

Diagrammas laukums, kas nosaka darbu ciklā, sastāv no laukuma, kas atbilst pozitīvajam indikatora darbam, kas iegūts kompresijas un gājiena laikā, un laukums, kas atbilst negatīvajam darbam, kas pavadīts cilindra tīrīšanai un uzpildīšanai ieplūdē un izplūdes gājieni. Negatīvā cikla darbu parasti sauc par mehāniskiem zudumiem dzinējā.

Tādējādi kopējā enerģija, kas tiek nodota virzuļdzinēja vārpstai vienā ciklā L, var noteikt, algebriski saskaitot ciklu darbu L = L ch + L szh + L px + L izdevums Uz vārpstu pārsūtīto jaudu noteiks šīs summas reizinājums ar darba gājiena ciklu skaitu laika vienībā ( n/2) un par motora cilindru skaitu i:

Šādi noteikto dzinēja jaudu sauc par vidējo norādīto jaudu.

Indikatoru diagramma ļauj sadalīt četrtaktu dzinēja ciklu šādos procesos:

u –r 0 – r – a 0 -a- ieplūde;

a – θ – c" – saspiešana;

θ – c" - c - z - f - maisījuma veidošanās un sadegšana;

z-f-b- pagarinājums;

b –b 0 – u – r 0 – r – atbrīvot.

Parādītā tipiskā indikatoru diagramma ir derīga arī dīzeļdzinējam. Šajā gadījumā punkts θ atbildīs degvielas padeves brīdim cilindrā.

Diagramma parāda:

V c – sadegšanas kameras tilpums (cilindra tilpums virs virzuļa pie TDC);

Va- cilindra bruto tilpums (cilindra tilpums virs virzuļa kompresijas gājiena sākumā);

V n – cilindra darba tilpums, V n = V a – V c.

Kompresijas pakāpe.

Indikatoru diagramma apraksta dzinēja darbības ciklu un tā ierobežoto laukumu – cikla indikatoru darbs. Tiešām, [ lpp ∙ ∆V] \u003d (N / m 2) ∙ m 3 \u003d N ∙ m \u003d J.

Ja pieņemam, ka uz virzuli iedarbojas noteikts nosacīts nemainīgs spiediens lpp i , viena virzuļa gājiena laikā veicot darbu, kas vienāds ar gāzu darbu ciklā L, Tas

L = lpp es ∙ V h()

Kur V h ir cilindra darba tilpums.

Šis nosacītais spiediens lpp i sauc par vidējo indikatora spiedienu.

Vidējais indikatora spiediens ir skaitliski vienāds ar taisnstūra augstumu, kura pamatne ir vienāda ar cilindra darba tilpumu V h ar laukumu, kas vienāds ar darbam atbilstošo laukumu L.

Tā kā lietderīgais indikatora darbs ir proporcionāls vidējam indikatora spiedienam lpp i , darba procesa pilnību dzinējā var novērtēt pēc šī spiediena lieluma. Jo lielāks spiediens lpp es, jo vairāk darba L, un tādējādi cilindra darba tilpums tiek labāk izmantots.

Zinot vidējo indikatora spiedienu lpp i , cilindra darba tilpums V h , cilindru skaits i un kloķvārpstas ātrumu n(apgr./min), varat noteikt četrtaktu dzinēja vidējo norādīto jaudu N i

Darbs i ∙ V h ir dzinēja darba tilpums.

Indikatora jaudas pārnešana uz motora vārpstu ir saistīta ar mehāniskiem zudumiem virzuļu un virzuļu gredzenu berzes dēļ pret cilindra sienām, berzi kloķa mehānisma gultņos. Turklāt daļa no indikatora jaudas tiek tērēta aerodinamisko zudumu pārvarēšanai, kas rodas detaļu rotācijas un svārstību laikā, gāzes sadales mehānisma, degvielas, eļļas un ūdens sūkņu un citu palīgdzinēju mehānismu iedarbināšanai. Daļa no indikatora jaudas tiek tērēta sadegšanas produktu noņemšanai un cilindra piepildīšanai ar jaunu lādiņu. Jaudu, kas atbilst visiem šiem zudumiem, sauc par mehānisko zudumu jaudu. N m.

Atšķirībā no norādītās jaudas, lietderīgo jaudu, ko var iegūt uz motora vārpstas, sauc par efektīvo jaudu. N e) efektīvā jauda ir mazāka par indikatora jaudu pēc mehānisko zudumu daudzuma, t.i.

N e = N es- N m. ()

Jauda N m, kas atbilst mehāniskajiem zudumiem un efektīvajai dzinēja jaudai N e tiek noteikts empīriski stenda testu laikā, izmantojot īpašas slodzes ierīces.

Viens no galvenajiem virzuļdzinēja kvalitātes rādītājiem, kas raksturo indikatora jaudas izmantošanu lietderīga darba veikšanai, ir mehāniskā efektivitāte, kas definēta kā efektīvās jaudas attiecība pret indikatora jaudu:

η m = N e / N es . ()

Kopējo enerģiju, kas tiek nodota virzuļdzinēja vārpstai, var noteikt, algebriski saskaitot darba ciklus un reizinot summu ar darba ciklu skaitu laika vienībā ( n/2) un dzinēja cilindru skaitu. Šādā veidā noteikto jaudu var iegūt, integrējot spiediena atkarību kā tilpuma funkciju, kas parādīta indikatoru diagrammā (4.2. attēls, b), un to sauc par vidējo indikatora jaudu N. Šī jauda bieži tiek saistīta ar indikatora vidējā efektīvā spiediena jēdzienu R i , aprēķina šādi:

Efektīva jauda N e ir indikatora jaudas reizinājums N par dzinēja mehānisko efektivitāti. Dzinēja mehāniskā efektivitāte samazinās, palielinoties motora apgriezieniem berzes zudumu un piedziņas agregātu dēļ.

Lai izveidotu gaisa kuģa virzuļdzinēja raksturlielumus, tas tiek pārbaudīts uz balansēšanas mašīnas, izmantojot mainīga soļa dzenskrūvi. Balansēšanas iekārta nodrošina griezes momenta, kloķvārpstas apgriezienu skaita un degvielas patēriņa mērīšanu. Saskaņā ar izmērīto griezes momentu M kr un apgriezienu skaits n tiek noteikta izmērītā efektīvā motora jauda

Ja dzinējs ir aprīkots ar pārnesumkārbu, kas samazina dzenskrūves ātrumu, tad izmērītās efektīvās jaudas formula ir:

Kur i p ir pārnesumkārbas pārnesumskaitlis.

Ņemot vērā dzinēja efektīvās jaudas atkarību no atmosfēras apstākļiem, izmērītā jauda testa rezultātu salīdzināšanai tiek samazināta līdz standarta atmosfēras apstākļiem saskaņā ar formulu

Kur N e ir efektīvā dzinēja jauda, ​​kas samazināta līdz standarta atmosfēras apstākļiem;

t mēra - āra gaisa temperatūra testēšanas laikā, ºС;

B- āra gaisa spiediens, mm Hg,

∆R– absolūtais gaisa mitrums, mm Hg.

Efektīvs īpatnējais degvielas patēriņš g e nosaka pēc formulas:

Kur G T un - degvielas patēriņš un faktiskā dzinēja jauda, ​​ko mēra testu laikā.

Galvenā atšķirība starp 2-taktu dzinēju un 4-taktu ir gāzu apmaiņas metode - cilindra attīrīšana no sadegšanas produktiem un uzlādēšana ar svaigu gaisu vai karstu maisījumu.

2-taktu dzinēju gāzes sadales ierīces - spraugas cilindru čaulā, bloķētas ar virzuli, un vārsti vai spoles.

Cikls:

Pēc degvielas sadegšanas sākas gāzu izplešanās process (darba gājiens). Virzulis virzās uz apakšējo mirušo centru (BDC). Izplešanās procesa beigās virzulis 1 atver ieplūdes atveres (logus) 3 (punkts b) vai atveras izplūdes vārsti, kas nodrošina cilindra dobumu caur izplūdes cauruli ar atmosfēru. Šajā gadījumā daļa sadegšanas produktu iziet no cilindra, un spiediens tajā samazinās līdz izplūdes gaisa spiedienam Pd. Punktā d virzulis atver iztukšošanas logus 2, caur kuriem cilindram tiek piegādāts degvielas un gaisa maisījums ar spiedienu 1,23-1,42 bāri. Tālākais kritums palēninās, jo. gaiss iekļūst cilindrā. No punkta d līdz BDC izplūdes un iztukšošanas logi ir atvērti vienlaikus. Periods, kurā iztukšošanas un izplūdes atveres ir atvērtas vienlaikus, tiek saukts par iztīrīšanu. Šajā periodā cilindrs ir piepildīts ar gaisa maisījumu, un sadegšanas produkti tiek izspiesti no tā.

Otrais gājiens atbilst virzuļa gājienam no apakšas uz augšējo miršanas punktu. Trieciena sākumā tīrīšanas process turpinās. Punkts f - attīrīšanas beigas - ieplūdes logu aizvēršana. Punktā a izplūdes logi aizveras un sākas saspiešanas process. Spiediens cilindrā uzlādes beigās ir nedaudz augstāks par atmosfēras spiedienu. Tas ir atkarīgs no izplūdes gaisa spiediena. No brīža, kad attīrīšana ir pabeigta un izplūdes logi ir pilnībā aizvērti, sākas saspiešanas process. Kad virzulis nesasniedz 10–30 grādus pa kloķvārpstas griešanās leņķi līdz TDC (punkts c /), caur sprauslu uz cilindru tiek piegādāta degviela vai maisījums tiek aizdedzināts un cikls atkārtojas.

Ar vienādiem cilindra izmēriem un rotācijas ātrumu 2-taktu jauda ir daudz lielāka, 1,5-1,7 reizes.

Teorētiskās ICE diagrammas vidējais spiediens.

Iekšdedzes dzinēja vidējais indikatora spiediens.

Tas ir tāds nosacīti nemainīgs spiediens, kas, iedarbojoties uz virzuli, darbojas līdzvērtīgi gāzes iekšējam darbam visā darba ciklā.

Grafiski p i noteiktā mērogā ir vienāds ar taisnstūra augstumu mm / hh / , kas ir vienāds ar diagrammas laukumu un ir vienāds ar garumu.

f- indikatora diagrammas laukums (mm 2)

l- indeksa diagrammas garums - mh

k p - spiediena skala (Pa/mm)

Iekšdedzes dzinēja vidējais efektīvais spiediens.

Tas ir mehāniskās efektivitātes un vidējā indikatora spiediena reizinājums.

Kur η mech =N e /N i . Normālas darbības laikā η mech =0,7-0,85.

Iekšdedzes dzinēja mehāniskā efektivitāte.

η kažokādas \u003d N e / N i

Efektīvās jaudas attiecība pret indikatora jaudu.

Normālas darbības laikā η mech =0,7-0,85.

Iekšdedzes dzinēja indikatora jauda.

Ind. dzinēja jaudu, kas saņemta riteņu riteņa iekšpusē, var noteikt, izmantojot indikatoru diagrammu, kas uzņemta ar īpašu ierīci - indikatoru.

Ind.jauda - darbs, ko darba šķidrums veic motora cilindrā laika vienībā.

Viena cilindra individuālā jauda -

k- dzinēja jauda

V veida cilindra darba tilpums

n ir darba kustību skaits.

Iekšdedzes dzinēja efektīvā jauda.

Noderīga jauda, ​​kas ņemta no kloķvārpstas

N e \u003d N i -N tr

N tr - jaudas zudumu summa, kas radusies berzes dēļ starp motora kustīgajām daļām un palīgmehānismu (sūkņu, ģeneratora, ventilatora utt.) iedarbināšanai.

Motora efektīvās jaudas noteikšana laboratorijas apstākļos vai stenda testu laikā tiek veikta, izmantojot īpašas bremžu ierīces - mehāniskās, hidrauliskās vai elektriskās.