Двигатель с искровым зажиганием
При S = 80–120мм можно принимать 
= 1 мм/мм. Тогда Vh = S = AB = 80 мм. Принимаем: = 0,5 мм/мм.
Масштаб по оси давления 
принимаем равным 0,04 МПа/мм.
Приведенная к принятому масштабу величина объема камеры сгорания 
, мм:
Максимальная высота индикаторной диаграммы 
, мм:
При выполнении расчета получаются или принимаются значения давления и объемов для характерных точек индикаторной диаграммы:
Pо=0,1 МПа ; Pa=0,082 МПа; Pc=1,81731 МПа;
Pz=7,08 МПа Pв=0,414 МПа; Pr=0,105 МПа;
Их ординаты определяются как, мм:
=0,1/0,04=2,5мм
=0,082/0,04=2,1мм
= 1,81731/0,04=45,43мм
=7,089/0,03=177,1мм
=0,414/0,04=15,6мм
=0,105/0,04=6,625мм
9.1.2 Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом.
Координаты точек политропы сжатия 
рассчитываются на основании уравнения, МПа:
.
Значение объема 
соответствует ОВ. Значения 
=OX будут лежать в пределах от = = OB до = 
= OA.
Следовательно, отношение / для различных значений может лежать в пределах:
.
Координаты точек политропы расширения 
для карбюраторного двигателя рассчитываются аналогично, МПа:
.
Координаты точек политропы сжатия и политроп расширения в мм:
;
.
Для дизельного двигателя при определении координат точек политропы расширения необходимо учитывать, что отношение ОВ / ОХ будет изменяться в пределах от 1 до 
, т.е. минимальное значение ОХ будет соответствовать не , а 
.
Задаваясь последовательными значениями и решая уравнения относительно Px для политропы расширения и сжатия, получаем координаты точек для их построения. Результаты расчета заносим в таблицу 1.
Таблица 1 - Аналитический расчет политроп сжатия и расширения
| Номер точки | OX, мм | ОВ/ОХ | Политропа сжатия | Политропа расширения | ||||
|  ,
МПа
| /μр,
мм
| 
| ,
МПа
| /μр,
мм
| |||
Практическая часть
Таблица 2 - Аналитический расчет политроп сжатия и расширения для ДД
| Номер точки | OX, мм | ОВ/ОХ | Политропа сжатия | Политропа расширения | ||||
| ,
МПа
| /μр,
мм
| 
| ,
МПа
| /μр,
мм
| |||
| 42,5 | 3,95 | 119,7 | 17,9 | 6,28 | 191,5 | |||
| 6,4 | 12,3 | 1,14 | 34,5 | 10,4 | 3,65 | 110,6 | ||
| 6,5 | 0,6 | 18,2 | 5,8 | 2,04 | 61,8 | |||
| 2,9 | 3,9 | 0,36 | 10,9 | 3,8 | 1,33 | 40,3 | ||
| 2,3 | 3,1 | 0,29 | 8,8 | 2,9 | 1,02 | 30,9 | ||
| 1,9 | 2,4 | 0,22 | 6,7 | 2,2 | 0,77 | 23,3 | ||
| 1,6 | 1,9 | 0,18 | 5,5 | 1,8 | 0,63 | 19,1 | ||
| 1,4 | 1,6 | 0,15 | 4,5 | 1,5 | 0,53 | 16,1 | ||
| 1,2 | 1,3 | 0,12 | 3,6 | 1,3 | 0,46 | 13,9 | ||
| 1,1 | 1,1 | 0,1 | 1,1 | 0,39 | 11,8 | |||
| 0,093 | 2,8 | 0,351 | 10,6 |
На основании полученных расчетных данных строят индикаторную диаграмму двигателя.
Рис Рис 9.1 Индикаторная диаграмма дизельного двигателя
Таблица 3 - Аналитический расчет политроп сжатия и расширения для ДсИЗ
| Номер точки | OX, мм | ОВ/ОХ | Политропа сжатия | Политропа расширения | ||||
| , МПа
| /μр,
мм
| 
| ,
МПа
| /μр,
мм
| |||
| 16,00 | 9,5 | 22,16 | 1,82 | 45,4 | 17,12 | 7,08 | 177,1 | |
| 21,4 | 7,1 | 14,85 | 1,22 | 30,4 | 11,86 | 4,91 | 122,7 | |
| 26,8 | 5,67 | 10,90 | 0,89 | 22,3 | 8,93 | 3,70 | 92,4 | |
| 32,2 | 4,72 | 8,46 | 0,69 | 17,4 | 7,08 | 2,93 | 73,3 | |
| 37,6 | 4,04 | 6,84 | 0,56 | 5,83 | 2,41 | 60,3 | ||
| 3,53 | 5,68 | 0,47 | 11,7 | 4,92 | 2,04 | 50,9 | ||
| 48,4 | 3,14 | 4,83 | 0,40 | 9,9 | 4,24 | 1,75 | 43,8 | |
| 53,8 | 2,83 | 4,18 | 0,34 | 8,6 | 3,71 | 1,53 | 38,4 | |
| 59,2 | 2,57 | 3,66 | 0,30 | 7,5 | 3,29 | 1,36 | ||
| 64,6 | 2,35 | 3,25 | 0,27 | 6,7 | 2,94 | 1,22 | 30,4 | |
| 2,17 | 2,91 | 0,24 | 2,66 | 1,10 | 27,5 | |||
| 75,4 | 2,02 | 2,62 | 0,22 | 5,4 | 2,42 | 1,00 | 25,1 | |
| 80,8 | 1,88 | 2,39 | 0,20 | 4,9 | 2,22 | 0,92 | ||
| 86,2 | 1,76 | 2,18 | 0,18 | 4,5 | 2,05 | 0,85 | 21,2 | |
| 91,6 | 1,66 | 2,01 | 0,16 | 4,1 | 1,89 | 0,78 | 19,6 | |
| 1,57 | 1,86 | 0,15 | 3,8 | 1,76 | 0,73 | 18,2 | ||
| 102,4 | 1,48 | 1,72 | 0,14 | 3,5 | 1,65 | 0,68 | ||
| 1,23 | 1,32 | 0,11 | 2,7 | 1,29 | 0,54 | 13,4 | ||
| 129,4 | 1,17 | 1,25 | 0,10 | 2,6 | 1,23 | 0,51 | 12,7 | |
| 134,8 | 1,13 | 1,18 | 0,10 | 2,4 | 1,16 | 0,48 | ||
| 140,2 | 1,08 | 1,12 | 0,09 | 2,3 | 1,11 | 0,46 | 11,5 | |
| 1,00 | 1,00 | 0,08 | 2,1 | 1,00 | 0,41 | 10,3 |
На основании полученных расчетных данных строят индикаторную диаграмму двигателя.
Рис9.2 Индикаторная диаграмма двигателя с искровым зажиганием
9.1.3 Скругление индикаторной диаграммы
Для учета влияния фаз газораспределения и угла опережения зажигания на характер изменения индикаторной диаграммы задаются фазами газораспределения двигателя. Значения фаз газораспределения современных автотракторных двигателей приведены в таблице 4.
Абсцисса каждой из точек 
определяется по формуле, мм
, (9.8)
где λш – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна (принимается по заданию).
Таблица 4 - Значения и углы фаз газораспределения
| Наименование фазы | Угол поворота коленвала, град | Обозначение на индикаторной диаграмме | Абсцисса точки, мм | Приме-чание |
| Открытие впускного клапана до ВМТ | 10–30 | 
| ||
| Закрытие впускного клапана после ВМТ | 40–70 | 
| ||
| Открытие выпускного клапана до ВМТ | 50–70 | 
| ||
| Закрытие выпускного клапана после ВМТ | 10–30 | 
| ||
| Угол опережения зажигания до ВМТ | 30–40 | 
|
При подаче искры в точке с' к моменту прихода поршня в ВМТ в цилиндре двигателя давление будет больше, чем Рс, МПа:
. (9.9)
Ордината точки 
определяется как,мм:
. (9.10)
Ордината точки b'' определяется как,МПа:
. (9.11)
Отсюда, мм:
. (9.12)
Для карбюраторного двигателя действительное давление в точке Рz будет меньше рассчитанного:
. (9.13)
Для дизельного двигателя действительное давление в точке Рz не уменьшается, так как в этих двигателях процесс сгорания происходит как при V=const, так и при P = const.
После округления диаграммы определяются ее площадь 
и значение среднего индикаторного давления 
, МПа:
. (9.14)
Разность между значением 
, полученным расчетным путем и определенным по индикаторной диаграмме, не должна превышать 10 %.
Практическая часть
Для учета влияния фаз газораспределения и угла опережения зажигания на характер изменения индикаторной диаграммы задаются фазами газораспределения двигателя. Значения фаз газораспределения современных автотракторных двигателей приведены в таблице 5
Таблица 5- Значения и углы фаз газораспределения
| Наименование фазы | Угол поворота коленвала, град | Обозначение на индикаторной диаграмме | Абсцисса точки ,мм
|
| 1.Открытие впускного клапана до ВМТ |
| 4,69 | |
| 2.Закрытие впускного клапана после НМТ |
| 26,8 | |
| 3.Открытие выпускного клапана до НМТ |
| 36,86 | |
| 4.Закрытие выпускного клапана после ВМТ |
| 4,69 | |
| 5.Угол опережения зажигания до ВМТ |
| 16,87 |
При подаче искры в точке с' к моменту прихода поршня в ВМТ в цилиндре двигателя давление будет больше, чем Рс, МПа:
МПа
Ордината точки определяется как, мм:
мм
Ордината точки b'' определяется как, МПа:
мм
Для учета влияния фаз газораспределения и угла опережения зажигания на характер изменения индикаторной диаграммы задаются фазами газораспределения двигателя. Значения фаз газораспределения современных автотракторных двигателей приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Значения и углы фаз газораспределения
| Наименование фазы | Угол поворота коленвала, град | Обозначение на индикаторной диаграмме | Абсцисса точки ,мм
|
| 1.Открытие впускного клапана до ВМТ | a'' | 40,4 | |
| 2.Закрытие впускного клапана после НМТ | b' | 34,7 | |
| 3.Открытие выпускного клапана до НМТ | a' | 7,9 | |
| 4.Закрытие выпускного клапана после ВМТ | c' | 15,1 | |
| 5.Угол опережения зажигания до ВМТ | θ | 11,2 |
При подаче искры в точке с' к моменту прихода поршня в ВМТ в цилиндре двигателя давление будет больше, чем Рс, МПа:
МПа.
Ордината точки определяется как,мм:
мм.
Ордината точки b'' определяется как, МПа:
мм
Список рекомендуемой литературы
1. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений/А.И.Колчин, В.П.Демидов.– М.: Высш. школа, 2007.
2. Иванов А. М.,. Иванов С. Н, Квасновская Н. П. и др. ; под ред. Осипова. Автомобили: конструкция и рабочие процессы: учебное пособие для студ. Высш. Учеб. заведения В.И. Учебник:- М.: Академия, 2012г.
3. Двигатели внутреннего сгорания: в 3 кн.: учебник для вузов/В.Н.Луканин [и др.]; под ред. В.Н. Луканина.- М.: Высш. школа, 2007.
4. Вахламов В.К. Конструкция, расчет и эксплуатационные свойства автомобилей: учебное пособие / В. К. Вахламов. - 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2009.