Главная | Обратная связь

Теоретическая часть

 

Для построения диаграммы время-сечение необходимо иметь график перемещения поршня в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Такой график можно построить, предварительно подсчитав путь поршня аналитически, но проще воспользоваться бицентровой диаграммой Брикса.

Порядок выполнения работы:

Построение диаграммы целесообразно выполнять следующим образом.

В выбранном линейном масштабе вычерчивают схему рабочего цилиндра с указанием высоты выпускных h₁ и продувочных h₂ окон (рис.15.13)

 

 

Рис.15.13 Построение диаграммы время-сечение для контурной продувки

 

Правее в том же масштабе описывают полуокружность радиусом R = 0,5 S таким образом, чтобы она касалась линии уровня кромки днища поршня при положении его в НМТ.

Далее откладывая вниз от центра О в масштабе чертежа величину поправки

OO’ = R² / 2L

 

При проектировании нового двигателя длину шатуна L находят из соотношения λ = R/L, которое выбирается по аналогии с выполненными двигателями. Тогда поправку Брикса можно представить так:

OO’ = R·R / 2L = Rλ / 2

 

Поправка OO’ дает возможность учесть влияние конечной длины шатуна на путь, проходимый поршнем в цилиндре.

Проведя горизонтальную линию на уровне верхней кромки выпускных окон до пересечения с полуокружностью в точках 1 и 1’ и соединив их с новым центром O’, находят полный угол поворота кривошипа φ₁, соответствующий фазе открытия выпускных окон.

Выпускное окно откроется за φ/2 ПКВ до НМТ и в силу симметричности фаз закроется после НМТ тоже через φ₁/2 ПКВ. Из нового центра O’ описываем дугу произвольным радиусом «r», она нужна для удобства деления угла φ₁ на равное число частей (можно обойтись и без вспомогательной дуги, если делить угол транспортиром).

Обычно делят угол φ₁/2 на четыре-пять равных частей. Такие деления на вспомогательной дуге соединяют с центром O’, и радиусы продолжают до пересечения с основной полуокружностью. Точки пересечения нумеруют 1,2,3 и т.д. Следует заметить, что ввиду поправки ОO’ дуги основной полуокружности, отсекаемые радиусами, будут неравными.

Чтобы построить путь поршня от точки 1 до точки 1’, выбираем произвольный отрезок l, который в масштабе (1 см длины равен «К» градусов будет выражать время поворота кривошипа на угол φ₁). Середина этого отрезка соответствует НМТ, движение идет по стрелке «Б». Разделим половину отрезка «l» на такое число равных отрезков, на какое был разделен угол φ₁/2 на диаграмме Брикса. Точки на отрезке соответственно пронумеруем.

Далее, восстановив перпендикуляры до пересечения с горизонтальными линиями, проведенными от одноименных точек основной полуокружности бицентровой диаграммы Брикса, получим точки 1,2,3,4, расположенные на кривой пути поршня в зависимости от угла поворота кривошипа. Теперь соединим эти точки плавной кривой. Правая половина кривой строится аналогично ввиду симметричности диаграммы. Общая площадь диаграммы (1-НМТ-1’-1), ограниченная кривой пути поршня и горизонтальной прямой 1-1’ будет в масштабе выражать время-сечение выпускных окон.

Проведем горизонтальную линию от верхней кромки продувочного окна h₂ до пересечения с кривой пути поршня. В точках aa’ восстановим перпендикуляры до пересечения с горизонтальной прямой 1-1’. Таким образом, диаграмма разделилась на четыре участка (I, II, II + III, IV), каждый из которых выражают время - сечения определенной фазы газообмена. В точке 1 начинают открываться выпускные окна, что соответствует началу первой фазы (предварению выпуска), которая заканчивается в момент открытия продувочных окон (точка «а»).

Площадь I в масштабе представляет располагаемое время-сечение выпуска до начала продувки. Допустим, что площадь I равна F₁, см², а путь поршня и угол поворота кривошипа отложены в следующих масштабах: по оси ординат 1 см длины чертежа равен S, см хода поршня; по оси абсцисс 1 см равен φ₁/l K градусов, или в секундах, 1 см = К/6.

Если учесть постоянную ширину выпускных окон по окружности цилиндра В₁, см, то масштаб для выпускных окон по окружности цилиндра В₁, см, то масштаб для выпускных окон, см²с

для продувочных окон нужно взять их ширину В₂ и m₂ = В₂SK/6n, тогда располагаемое время-сечение первой газы- выпуска до начала продувки А_I, см²с, будет А_I = F₁m₁. В точке «а» открываются продувочные окна и после НМТ в точке «а» они закрываются. Следовательно, площадь II представляет графически в масштабе располагаемое время-сечение продувки

 

A_II = F₂m₂

 

За время продувки выпускные окна продолжают оставаться открытыми и их время-сечение в масштабе графически представляется суммой площадей II и III. Обозначим сумму площадей II и III через F₃, тогда располагаемое время-сечение на выпуск во время продувки будет A_III = F₃m₃.

После продувки в рассматриваемой схеме имеется фаза потери заряда время-сечение этой фазы (площадь IV) будет равно время- сечению первой фазы выпуска до начала продувки (площадь I).

 

A_IV = F₄m₁

В предварительных расчетах для современных двухтактных дизелей высоту и ширину окон принимают:

- выпускных h₁ ≈ (0,16 - 0,25) S; B₁ ≈ (0,20 – 0,35)ПД;

- продувочных h₂ ≈ (0,08 - 0,13) S; B₂ ≈ (0,25 – 0,40)ПД.

 

Содержание отчета:

1. Тема и цель лабораторной работы.

2. Материальное обеспечение.

3. Отчет о проделанной работе.

Заключительный контроль:

1. Дать понятие о диаграмме Брикса.

2. Построение диаграммы Брикса.

3. Построение диаграммы «время-сечение».

4. Что представляет собой контурная продувка?

 

Литература:

1. Методические указания к выполнению лабораторных и практических работ по дисциплине «Судовые энергетические установки и их эксплуатация», 1985.

2. Миклос А.Г., Чернявская Н.Г., Червяков С.П. Судовые двигатели внутреннего сгорания, 1986.