Побудова індикаторних діаграм
Індикаторні діаграми будуються у координатах p-V.
Побудова індикаторної діаграми двигуна внутрішнього згоряння провадиться на підставі теплового розрахунку.
На початку побудови на осі абсцис відкладають відрізок АВ, що відповідає робочому об'єму циліндра, а за величиною дорівнює ходу поршня в масштабі, який в залежності від величини ходу поршня проектованого двигуна може бути прийнятий 1:1, 1,5:1 або 2:1.
Відрізок ОА, що відповідає обсягу камери згоряння,
визначається із співвідношення:
Відрізок z"z для дизелів (рис. 3.4) визначається за рівнянням
Z, Z = OA (p-1) = 8 (1,66-1) = 5.28мм, (3.11)
тисків = 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,07; 0,10 МПа в мм так, щоб
отримати висоту діаграми, що дорівнює 1,2...1,7 її основи.
Потім за даними теплового розрахунку на діаграмі відкладають у
обраному масштабі величини тисків у характерних точках а, с, z", z,
b, r. Точка z для бензинового двигуна відповідає pzT.
Індикаторна діаграма чотиритактного дизельного двигуна
За найбільш поширеним графічним методом Брауера політропи стиснення та розширення будують в такий спосіб.
З початку координат проводять промінь ОКпід довільним кутом до осі абсцис (рекомендується приймати = 15 ... 20 °). Далі з початку координат проводять промені ОД та ОЕ під певними кутами та до осі ординат. Ці кути визначають із співвідношень
0.46 = 25 °, (3.13)
Політропу стиснення будують за допомогою променів ОК та ОД. З точки З проводять горизонталь до перетину з віссю ординат; з точки перетину - лінію під кутом 45° до вертикалі до перетину з променем ОД, та якщо з цієї точки - другу горизонтальну лінію, паралельну осі абсцис.
Потім з точки проводять вертикальну лінію до перетину з променем ОК. З цієї точки перетину під кутом 45 ° до вертикалі проводимо лінію до перетину з віссю абсцис, а з цієї точки - другу вертикальну лінію, паралельну осі ординат, до перетину з другою горизонтальною лінією. Точка перетину цих ліній буде проміжною точкою 1 політропи стиснення. Точку 2 знаходять аналогічно, приймаючи точку 1 початок побудови.
Політропу розширення будують за допомогою променів ОК і ОЕ, починаючи від точки Z", аналогічно до побудови політропи стиснення.
Критерієм правильності побудови політропи розширення є прихід її раніше нанесену точку b.
Слід мати на увазі, що побудова кривої політропи розширення слід починати з точки z, а не z ..
Після побудови політропи стиснення та розширення виробляють
заокруглення індикаторної діаграми з урахуванням попередження відкриття випускного клапана, випередження запалення та швидкості наростання тиску, а також наносять лінії впуску та випуску. Для цієї мети під віссю абсцис проводять на довжині ходу поршня S як на діаметрі півколо радіусом R=S/2. З геометричного центру Оґ у бік н.м.т. відкладається відрізок
де L- Довжина шатуна, вибирається з табл. 7 або за прототипом.
Промінь Про 1.З 1 проводять під кутом Qо =, 30° відповідним куту
випередження запалення ( Qо= 20 ... 30 ° до в.м.т.), а точку З 1 зносять на
політропу стиснення, отримуючи точку c1.
Для побудови ліній очищення та наповнення циліндра відкладають промінь Про 1?У 1 під кутом g= 66 °. Цей кут відповідає куту попереднього відкриття випускного клапана або випускних вікон. Потім проводять вертикальну лінію до перетину з політропою розширення (точка b 1?).
З точки b 1. проводять лінію, що визначає закон зміни
тиску на ділянці індикаторної діаграми (лінія b 1.s). Лінія аs,
характеризує продовження очищення та наповнення циліндра, може
бути проведена прямою. Слід зазначити, що точки s. b 1. можна також
знайти за величиною втраченої частки ходу поршня y.
as=y.S. (3.16)
Індикаторна діаграма двотактних двигунів так само, як і двигунів з наддувом, завжди лежить вище за лінію атмосферного тиску.
В індикаторній діаграмі двигуна з наддувом лінія впуску може бути вищою за лінію випуску.
Індикаторна діаграма ДВС (рис.1) будується з допомогою даних розрахунку процесів робочого циклу двигуна. При побудові діаграми необхідно вибрати масштаб з таким розрахунком, щоб отримати висоту, що дорівнює 1,2... 1,7 її основи.
Рис.1 Індикаторна діаграма дизельного двигуна
Мал. 1 Індикаторна діаграма дизельного двигуна
На початку побудови на осі абсцис (основа діаграми) у масштабі відкладається відрізок S а = S з + S,
де S - Робочий хід поршня (від ВМТ до НМТ).
Відрізок S, відповідний обсягу камери стиснення (V с), визначається за виразом S с = S / - 1.
Відрізок S відповідає робочому об'єму V h циліндра, а за величиною дорівнює ходу поршня. Відзначити точки, що відповідають положенню поршня у ВМТ, точки А, В, НМТ.
По осі ординат (висота діаграми) відкладається тиск у масштабі 0,1 МПа в міліметрі.
На лінії ВМТ наносяться точки тиску р г, р с р z .
На лінії НМТ наносяться точки тиску р а, р ст.
Для дизельного двигуна необхідно ще нанести координати точки, що відповідає кінцю розрахункового процесу згоряння. Ордината цієї точки дорівнюватиме р z , а абсциса визначається за виразом
S z = S з , мм. (2.28)
Побудова лінії стиснення та розширення газів можна проводити у такій послідовності. Довільно між ВМТ і НМТ вибирається не менше 3 обсягів або відрізків ходу поршня V х1, V х2, V х3 (або S х1, S х2, S х3).
І підраховується тиск газів
На лінії стиснення
На лінії розширення
Усі збудовані точки плавно з'єднуються між собою.
Потім проводиться заокруглення переходів (при кожній зміні тиску на стиках розрахункових тактів), що враховується під час розрахунків коефіцієнтом повноти діаграми.
Для карбюраторних двигунів заокруглення в кінці згоряння (точка Z) проводиться по ординатері р z = 0,85 Р z mах.
2.7 Визначення середнього індикаторного тиску за індикаторною діаграмою
Середній теоретичний індикаторний тиск р" i являє собою висоту прямокутника, що дорівнює площі індикаторної діаграми в масштабі тиску
МПа (2.31)
де F i - площа теоретичної індикаторної діаграми, мм 2 обмежена лініями ВМТ, НМТ, стиснення і розширення, може бути визначена за допомогою планиметра, методом інтегрування, або іншим способом; S - довжина індикаторної діаграми (хід поршня), мм (відстань між лініями ВМТ, НМТ);
p - масштаб тиску, вибраний при побудові індикаторної діаграми, МПа/мм.
Справжній індикаторний тиск
р i = р i ∙ ∙ φ п, МПа, (2.32)
де ? п - коефіцієнт неповноти площі індикаторної діаграми; враховує відхилення дійсного процесу від теоретичного (заокруглення при різкій зміні тисків, для карбюраторних двигунів ? п =0,94.. .0,97; для дизелів ? п = 0,92 .. .0,95);
р = р r - р а - середній тиск насосних втрат у процесі впуску та випуску для двигунів без наддуву.
Після визначення р i по індикаторній діаграмі порівнюють його з підрахованим раніше (формула 1.4) і визначають розбіжність у відсотках.
Середній ефективний тиск рівний
р е = р i - р мп,
де р мп визначено за формулою 1.6.
Тоді підрахуйте потужність залежно 
і порівняйте із заданою. Розбіжність має бути трохи більше 10…15%, якщо більше слід перерахувати процеси.
Дослідження роботи реального поршневого двигуна доцільно проводити за діаграмою, в якій дається зміна тиску в циліндрі в залежності від положення поршня за весь
цикл. Таку діаграму, зняту за допомогою спеціального пристрою індикатора, називають індикаторною діаграмою. Площа замкнутої фігури індикаторної діаграми зображує у певному масштабі індикаторну роботу газу за цикл.
На рис. 7.6.1 зображено індикаторну діаграму двигуна, що працює зі швидким згорянням палива при постійному обсязі. Як пальне для цих двигунів застосовують легке паливо бензин, світильний або генераторний газ, спирти та ін.
При ході поршня з лівого мертвого положення в крайнє праве через клапан, що всмоктує, засмоктується горюча суміш, що складається з пар і дрібних частинок палива і повітря. Цей процес зображується на діаграмі кривої 0-1, яка називається лінією всмоктування. Очевидно, лінія 0-1 не є термодинамічний процес, так як в ньому основні параметри не змінюються, а змінюються тільки маса і об'єм суміші в циліндрі. При зворотному русі поршня всмоктувальний клапан закривається, відбувається стиснення горючої суміші. Процес стиску на діаграмі зображується кривою 1-2, яка називається лінією стиснення. У точці 2, коли поршень ще трохи не дійшов до лівого мертвого становища, відбувається запалення горючої суміші електричної іскри. Згоряння горючої суміші відбувається майже миттєво, тобто практично при постійному обсязі. Цей процес на діаграмі зображується кривою 2-3. В результаті згоряння палива температура газу різко зростає та тиск збільшується (точка 3). Потім продукти горіння розширюються. Поршень переміщається у праве мертве становище, і гази роблять корисну роботу. На індикаторній діаграмі процес розширення зображується кривою 3-4, яка називається лінією розширення. У точці 4 відкривається вихлопний клапан, тиск у циліндрі падає майже до зовнішнього тиску. При подальшому русі поршня праворуч наліво з циліндра видаляються продукти згоряння через вихлопний клапан при тиску, що дещо перевищує атмосферний тиск. Цей процес зображується на кривій діаграмі 4-0 і називається лінією вихлопу.
Розглянутий робочий процес відбувається за чотири ходи поршня (такту) або за два обороти валу. Такі двигуни називаються чотиритактними.
З опису роботи процесу реального двигуна внутрішнього згоряння зі швидким згорянням палива при постійному обсязі видно, що він не є замкнутим. У ньому є всі ознаки незворотних процесів: тертя, хімічні реакції у робочому тілі, кінцеві швидкості поршня, теплообмін при кінцевої різниці температур тощо.
Розглянемо ідеальний термодинамічний цикл двигуна з ізохорним підведенням кількості теплоти (v=соnst), що складається з двох ізохор та двох адіабат.
На рис. 70.2 і 70.3 представлений цикл - і - діаграмах, який здійснюється наступним чином.
Ідеальний газ з початковими параметрами і стискається по адіабаті 1-2 до точки 2. По ізохор 2-3 робочому тілу повідомляється кількість теплоти. Від точки 3 робоче тіло розширюється по адіабаті 3-4. Нарешті, по ізохоре 4-1 робоче тіло повертається в початковий стан, при цьому відводиться кількість теплоти теплоприймач. Характеристиками циклу є ступінь стиснення та ступінь підвищення тиску.
Визначаємо термічний ККД цього циклу, вважаючи, що теплоємність та величина постійні:
Кількість підведеної теплоти, а кількість відведеної теплоти.
Тоді термічний ККД циклу
Мал. 7.6.2 Мал. 7.6.3
Термічний ККД циклу з підведенням кількості теплоти при постійному обсязі
. (7.6.1) (17:1)
З рівняння (70.1) випливає, що термічний ККД такого циклу залежить від ступеня стиснення та показника адіабати або від природи робочого тіла. ККД збільшується зі зростанням та . Від ступеня підвищення тиску термічний ККД не залежить.
З урахуванням – діаграми (рис. 70.3) ККД визначаємо із співвідношення площ:
= (пл. 6235-пл. 6145)/пл. 6235 = пл. 1234/пл. 6235.
Дуже наочно можна проілюструвати залежність ККД від збільшення на діаграмі (рис. 7.70.3).
При рівності площ підведеної кількості теплоти у двох циклах (пл. 67810 = пл. 6235), але при різних ступенях стиску ККД буде більше у циклу з більшим ступенем стиснення, так як теплоприймач відводиться менша кількість теплоти, тобто пл. 61910<пл. 6145.
Однак збільшення ступеня стиснення обмежується можливістю передчасного самозаймання горючої суміші, що порушує нормальну роботу двигуна. Крім того, при високих ступенях стиснення швидкість згоряння суміші різко зростає, що може викликати детонацію (вибухове горіння), яка різко знижує економічність двигуна і може призвести до поломки деталей. Тому для кожного палива має застосовуватись певний оптимальний ступінь стиснення. Залежно від роду палива ступінь стиску в двигунах, що вивчаються, змінюється від 4 до 9.
Таким чином, дослідження показують, що у двигунах внутрішнього згоряння з підведенням кількості теплоти при постійному обсязі не можна застосовувати високі ступені стиснення. У зв'язку з цим двигуни, що розглядаються, мають відносно низькі ККД.
Теоретична корисна питома робота робочого тіла залежить від взаємного розташування процесів розширення та стиснення робочого тіла. Збільшення середньої різниці тисків між лініями розширення та стиску дозволяє зменшити розміри циліндра двигуна. Якщо позначити середній тиск через те теоретична корисна питома робота робочого тіла складе
Тиск називають середнім індикаторним тиском (або середнім цикловим тиском), тобто це умовний постійний тиск, під дією якого поршень протягом одного ходу здійснює роботу, рівну роботі всього теоретичного циклу.
Цикл із підведенням кількості теплоти в процесі
Вивчення циклів із підведенням кількості теплоти при постійному обсязі показало, що для підвищення економічності двигуна, що працює за цим циклом, необхідно застосовувати високі ступені стиснення. Але це збільшення обмежується температурою самозаймання горючої суміші. Якщо ж робити роздільне стиснення повітря та палива, то це обмеження відпадає. Повітря при великому стисканні має настільки високу температуру, що паливо, що подається в циліндр, самозаймається без будь-яких спеціальних запальних пристосувань. І нарешті, роздільне стиснення повітря та палива дозволяє використовувати будь-яке рідке важке та дешеве паливо – нафту, мазут, смоли, кам'яновугільні олії та ін.
Такі високі переваги мають двигуни, що працюють з поступовим згорянням палива при постійному тиску. Вони повітря стискається в циліндрі двигуна, а рідке паливо розпорошується стисненим повітрям від компресора. Роздільний стиск дозволяє застосовувати високі ступені стиснення (до ) і виключає передчасне самозаймання палива. Процес горіння палива при постійному тиску забезпечується відповідним регулюванням паливної форсунки. Створення такого двигуна пов'язують з ім'ям німецького інженера Дизеля, який вперше розробив конструкцію такого двигуна.
Розглянемо ідеальний цикл двигуна з поступовим згорянням палива при постійному тиску, тобто цикл із підведенням кількості теплоти при постійному тиску. На рис. 70.4 і 70.5 зображений цей цикл і діаграмах. Здійснюється він в такий спосіб. Газоподібне робоче тіло з початковими параметрами , стискається по адіабаті 1-2; потім тілу по ізобарі 2-3 повідомляється кілька теплоти. Від точки 3 робоче тіло розширюється по адіабаті 3-4. І нарешті, по ізохоре 4-1 робоче тіло повертається в початковий стан, при цьому теплоприймач відводиться теплота .
Характеристиками циклу є ступінь стиснення та ступінь попереднього розширення.
Визначимо термічний ККД циклу, вважаючи, що теплоємності та їх відношення постійні:
Кількість підведеної теплоти
кількість відведеної теплоти
Термічний ККД циклу
Мал. 7.6.4 Мал. 7.6.5
Середній індикаторний тиск у циклі з підведенням теплоти визначається з формули
Середній індикаторний тиск збільшується зі зростанням та .
Цикл з підведенням кількості теплоти в процесі при , або цикл зі змішаним підведенням кількості теплоти.
Двигуни з поступовим згорянням палива мають деякі недоліки. Одним із них є наявність компресора, що застосовується для подачі палива, на роботу якого витрачається 6–10% від загальної потужності двигуна, що ускладнює конструкцію та зменшує економічність двигуна. Крім того, необхідно мати складні пристрої насоса, форсунки тощо.
Прагнення спростити та покращити роботу таких двигунів призвело до створення безкомпресорних двигунів, у яких паливо механічно розпорошується при тисках 50-70 МПа. Проект безкомпресорного двигуна високого стиску зі змішаним підведенням кількості теплоти розробив російський інженер Г. В. Трінклер. Цей двигун позбавлений недоліків обох типів розібраних двигунів. Рідке паливо паливним насосом подається через паливну форсунку в головку циліндра у вигляді дрібних крапельок. Потрапляючи в нагріте повітря, паливо спалахує і горить протягом усього періоду, поки відкрита форсунка: спочатку при постійному обсязі, а потім при постійному тиску.
Ідеальний цикл двигуна зі змішаним підведенням кількості теплоти зображений у – та – діаграмах на рис. 70.6 та 70.7.
.Визначимо термічний ККД циклу за умови, що теплоємності і показник адіабати постійні:
Перша частка підведеної кількості теплоти
Друга частка підведеної кількості теплоти
Кількість відведеної теплоти
Індикаторна діаграма – залежність тиску робочого тіла від об'єму циліндра (рис. 2) є найбільш інформативним джерелом, що дозволяє аналізувати процеси, що відбуваються в циліндрі двигуна внутрішнього згоряння. Такти роботи двигуна, що здійснюються за чотири ходи поршня від ВМТ до НМТ, показані на індикаторній діаграмі в координатах. p – Vнаступними відрізками кривої:
r 0 – a 0 – такт впуску;
a 0 – c –такт стиснення;
c – z - b 0 – такт робочого ходу (розширення);
b 0 – r 0 – такт випуску.
На діаграмі зазначені наступні характерні точки:
b, r –моменти відкриття та закриття випускного клапана, відповідно;
u, a –моменти відкриття та закриття впускного клапана, відповідно;
Мал. 2. Типова індикаторна діаграма чотиритактного
двигуна внутрішнього згоряння
Площа діаграми, що визначає роботу за цикл, складається з площі, що відповідає позитивній індикаторній роботі, отриманої за такти стиснення і робочого ходу, і площі, що відповідає негативній роботі, що витрачається на очищення та наповнення циліндра в тактах впуску та випуску. Негативну роботу циклу зазвичай відносять до механічних втрат двигуна.
Таким чином, загальна енергія, що повідомляється валу поршневого двигуна за один цикл L, може бути визначена алгебраїчним додаванням роботи тактів L = Lвп + Lсж + Lрх + Lвип. Потужність, що передається валу, визначиться добутком цієї суми на кількість тактів робочого ходу в одиницю часу ( n/2) і число циліндрів двигуна i:
Певна таким чином потужність двигуна називається середньою індикаторною потужністю.
Індикаторна діаграма дозволяє розділити цикл чотиритактного двигуна на такі процеси:
u –r 0 – r – a 0 – a –впуск;
a - θ - c" -стиск;
θ – c" – c – z – f –сумішоутворення та згоряння;
z – f – b –розширення;
b –b 0 - u - r 0 – r –Випуск.
Наведена типова індикаторна діаграма є справедливою і для дизельного двигуна. У цьому випадку точка θ буде відповідати моменту подачі палива до циліндра.
На діаграмі позначено:
V c – об'єм камери згоряння (об'єм циліндра над поршнем, що знаходиться у ВМТ);
V a –повний об'єм циліндра (об'єм циліндра над поршнем на початку такту стиснення);
V n – робочий об'єм циліндра, V n = V a - V c.
Ступінь стиснення.
Індикаторна діаграма описує робочий цикл двигуна, а обмежена його площа – індикаторну роботу циклу. Справді, [ p ∙ ∆V] = (Н/м 2) ∙ м 3 = Н ∙ м = Дж.
Якщо прийняти, що на поршень діє певний умовний постійний тиск p i , що здійснює протягом одного ходу поршня роботу, рівну роботі газів за цикл L, то
L = p i ∙ V h()
де V h – робочий об'єм циліндра.
Це умовний тиск p i прийнято називати середнім індикаторним тиском.
Середній індикаторний тиск чисельно дорівнює висоті прямокутника з основою, що дорівнює робочому об'єму циліндра V h площею, що дорівнює площі, що відповідає роботі L.
Оскільки корисна індикаторна робота пропорційна середньому індикаторному тиску p i досконалість робочого процесу в двигуні можна оцінювати на величину цього тиску. Чим більший тиск p i , тим більше робота L, і, отже, робочий об'єм циліндра використовується краще.
Знаючи середній індикаторний тиск p i , робочий об'єм циліндра V h , число циліндрів iта частоту обертання колінчастого валу n(про/хв), можна визначити середню індикаторну потужність чотиритактного двигуна N i
твір i ∙ V h є робочим об'ємом двигуна.
Передача індикаторної потужності на вал двигуна супроводжується механічними втратами внаслідок тертя поршнів і поршневих кілець об стінки циліндрів, тертя в підшипниках кривошипно-шатунного механізму. Крім того, частина індикаторної потужності витрачається на подолання аеродинамічних втрат, що виникають при обертанні та коливанні деталей, на приведення в дію механізму газорозподілу, паливних, масляних та водяних насосів та інших допоміжних механізмів двигуна. Частина індикаторної потужності витрачається видалення продуктів згоряння і заповнення циліндра свіжим зарядом. Потужність, що відповідає всім цим втратам, називається потужністю механічних втрат Nм.
На відміну від індикаторної потужності корисну потужність, яку можна отримати на валу двигуна, називають ефективною потужністю Nе. Ефективна потужність менше індикаторної величину механічних втрат, тобто.
Nе = N i – Nм. ()
Потужність Nм, що відповідає механічним втратам та ефективну потужність двигуна Nе визначають дослідним шляхом при стендових випробуваннях за допомогою спеціальних навантажувальних пристроїв.
Одним з основних показників якості поршневого двигуна, що характеризує використання ним індикаторної потужності для здійснення корисної роботи є механічний ККД, який визначається як відношення ефективної потужності до індикаторної:
η м = Nе / N i. ()
Загальну енергію, що повідомляється валу поршневого двигуна, можна визначити складом алгебри роботи тактів і помноживши суму на число робочих тактів в одиницю часу ( n/2) та число циліндрів двигуна. Потужність, яка визначається таким чином, може бути отримана шляхом інтегрування залежності тиску в функції від обсягу зображеної на індикаторній діаграмі (рис 4.2,б), і називається середньою індикаторною потужністю N. Цю потужність часто пов'язують із поняттям індикаторного середнього ефективного тиску р i , що розраховується наступним чином:
Ефективна потужність N e є добуток індикаторної потужності Nна механічний ККД двигуна. Механічний ККД двигуна зменшується зі збільшенням частоти обертання двигуна через втрати на тертя і привід агрегатів.
Для побудови характеристик авіаційного поршневого двигуна його випробовують на балансирному верстаті з використанням повітряного гвинта кроку, що змінюється. Балансирний верстат забезпечує замір величини крутного моменту, числа обертів колінчастого валу та витрати палива. За величиною виміряного крутного моменту Мкр та числу оборотів nвизначається виміряна ефективна потужність двигуна
Якщо двигун має редуктор, що знижує оберти гвинта, то формула для вимірюваної ефективної потужності має вигляд:
де iр – передавальне число редуктора.
Враховуючи залежність ефективної потужності двигуна від атмосферних умов, вимірювану потужність для порівняння результатів випробувань призводять до стандартних атмосферних умов за формулою
де N e – ефективна потужність двигуна, наведена до стандартних атмосферних умов;
tізм – температура зовнішнього повітря під час випробувань, ºС;
B- Тиск зовнішнього повітря, мм.рт.ст.,
∆р- Абсолютна вологість повітря, мм.рт.ст.
Ефективна питома витрата палива gе визначається за формулою:
де G T і – витрата палива та ефективна потужність двигуна, виміряні при випробуваннях.
Основна відмінність 2-тактного двигуна від 4-тактного полягає в способі газообміну - очищення циліндра від продуктів згоряння та заряджання його свіжим повітрям або гарячою сумішшю.
Пристрої газорозподілу 2-тактних двигунів – щілини у втулці циліндра, що перекриваються поршнем, та клапани або золотники.
Робочий цикл:
Після згоряння палива починається процес розширення газів (робочий перебіг). Поршень рухається до нижньої мертвої точки (НМТ). В кінці процесу розширення поршень 1 відкриває впускні щілини (вікна) 3 (точка b) або відкриваються випускні клапани, повідомляючи порожнину циліндра через вихлопну трубу з атмосферою. При цьому частина продуктів згоряння виходить із циліндра і тиск у ньому падає до тиску продувного повітря Pd. У точці d поршень відкриває продувні вікна 2, через які циліндр подається суміш палива з повітрям під тиском 1,23-1,42 бар. Подальше падіння уповільнюється, т.к. в циліндр надходить повітря. Від точки d до НМТ одночасно відкриті випускні та продувні вікна. Період, протягом якого одночасно відкриті продувні та випускні вікна, називається продуванням. У цей період циліндр наповнюється сумішшю повітря, а продукти згоряння витісняються із нього.
Другий такт відповідає ходу поршня від нижньої до верхньої мертвої точки. На початку ходу продовжується процес продування. Точка f – кінець продування – закриття впускних вікон. У точці а закриваються випускні вікна і починається процес стиснення. Тиск у циліндрі до кінця зарядки дещо вищий за атмосферний. Воно залежить від тиску продувного повітря. З моменту закінчення продування та повного перекриття випускних вікон починається процес стиснення. Коли поршень не доходить на 10-30град по куту поволрота колін.вала до ВМТ (точка з /), в циліндр через форсунку подається паливо або проводиться запалення суміші і цикл повторюється.
При однакових розмірах циліндра та частоті обертання потужність 2-тактного значно більша, в 1,5-1,7 раза.
Середній тиск теоретичної діаграми ДВЗ.
Середній індикаторний тиск ДВЗ.
Це такий умовно постійний тиск, який, діючи на поршень, робить роботу, рівну внутрішній роботі газу протягом усього робочого циклу.
Графічно p i у певному масштабі дорівнює висоті прямокутника mm / hh / , за площею рівної площі діаграми і має ту ж довжину.
f-площа індикаторної діаграми (мм 2)
l-довжина інд.діаграми - mh
k p - масштаб тиску (Па/мм)
Середній ефективний тиск ДВЗ.
Це добуток механічного ккд на середній індикаторний тиск.
Де η хутро = N e / N i. При нормальному режимі роботи хутро =0,7-0,85.
Механічний ККД ДВЗ.
η хутро =N e /N i
Відношення ефективної потужності до індикаторної.
При нормальному режимі роботи хутро =0,7-0,85.
Індикаторна потужність ДВЗ.
Інд. потужність двигуна, що отримується всередині уіліндра, може бути визначена за допомогою індикаторної діаграми, що знімається спеціальним приладом - індикатором.
Потужність - робота, що здійснюється робочим тілом в циліндрі двигуна в од.
Потужність одного циліндра -
k-кратність двигуна
V-робочий об'єм циліндра
n-число робочих ходів.
Ефективна потужність ДВЗ.
Корисно використовувана потужність, що знімається з колін.
N e =N i -N тр
N тр – сума втрат потужності на тертя між деталями двигуна, що рухаються, і на приведення в дію допоміжних механізмів (насосів, генератора, вентилятора та ін.)
Визначення еф. потужності двигуна в лабораторних умовах або при стендових випробуваннях виробляють за допомогою спец.гальмівних пристроїв - механічних, гідравлічних або електричних.
