Driftcykel och indikatorprogram för motorn. Fyrtaktsmotor

Indikatordiagram

grafisk representation av förändringen i gas- eller ångtryck i cylindern i en fram- och återgående maskin beroende på kolvens position. ID ritas vanligtvis med en tryckindikator (se tryckindikator). Abskissan visar volymen som upptas av gaserna i cylindern, och ordinatan visar trycket. Varje punkt på I. d. ( ris. ) visar trycket i motorcylindern vid en given volym, dvs vid en given kolvposition (punkt r motsvarar början av intaget; punkt A- start av kompression; punkt Med- slut på kompression; punkt z - början av expansionen; punkt b- slutet av förlängningen).

I. D. ger en uppfattning om värdet av det arbete som produceras av motorn inre förbränning eller pump, och om deras kraft. Arbetskroppen utför användbart arbete endast under arbetsslaget. Därför att bestämma nyttigt arbete krävs från det område som begränsas av expansionskurvan zb, subtrahera området som begränsas av kompressionskurvan ac. Man skiljer på teoretiska och verkliga termiska cykler.Den teoretiska cykeln bygger på termiska beräkningsdata och kännetecknar den teoretiska cykeln; den faktiska I. d. tas från en löpande maskin med hjälp av en indikator och karakteriserar den faktiska cykeln (se. ris. ).

För bekvämligheten med att göra beräkningar och jämföra olika motorer med varandra ersätts tryckvariabler längs kolvslaget med ett villkorat konstant tryck, vid vilket arbete erhålls i ett kolvslag lika med arbetet med gaser i en cykel med variabelt tryck. Detta konstanta tryck kallas det indikerade medeltrycket och representerar gasernas arbete relaterat till arbetsvolymen hos den fram- och återgående maskinen.

B.A. Kurov.

Stora sovjetiska encyklopedien. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. 1969-1978 .

- en grafisk representation av beroendet av trycket hos arbetsvätskan (ånga, gas) i cylindern på en kolvmaskin (motor, pump) på kolvens rörelse. Det är en sluten kurva, vars yta inuti är proportionell mot det arbete som arbetaren utför ... Stor encyklopedisk ordbok

Grafisk representation av beroendet av trycket hos arbetsvätskan (ånga, gas) i cylindern i en kolvmaskin (motor, pump) på kolvens rörelse. Det är en sluten kurva, vars yta inuti är proportionell mot det arbete som arbetaren utför ... encyklopedisk ordbok

Grafisk bild av förändringen i trycket av ånga eller gas i cylindern i en fram- och återgående maskin, beroende på kolvens rörelse eller vevaxelns rotationsvinkel (se fig.). Arean av I. d. är proportionell mot arbetet, perfekt. arbetsvätskan inuti cylindern för ... ... Stor encyklopedisk yrkeshögskolelexikon

Grafisk bild av beroendet av trycket hos arbetsvätskan (ånga, gas) i cylindern i en kolvmaskin (motor, pump) på kolvens rörelse. Det är en stängd kurva, området inuti svärmen är proportionell mot det arbete som utförs av den arbetande kroppen ... Naturvetenskap. encyklopedisk ordbok

Indikatordiagram- 97. Indikatordiagram D. Indikalorcliagramm E. Tryckvolymdiagram

Hallå! Cykeldiagrammet för en förbränningsmotor, ritat i koordinatsystemet v - p och kännetecknar mängden arbete som erhålls i motorcylindern i en cykel, kan byggas på basis av beräkningar (teoretiskt diagram), eller tas bort direkt från en kör motorn genom att indikera den (faktisk indikatordiagram) med speciella instrument - indikatorer.

På fig. 1. visar indikatordiagrammet för en fyrtaktsmotor. Diagrammets användbara area är lika med den algebraiska summan av det positiva området (med "+"-tecknet), motsvarande arbetet för kompressions- och expansionscyklerna, och det negativa området (med "-"-tecknet) , vilket motsvarar det arbete som lagts ned på genomförandet av insugnings- och avgasslagen (pumparbeten) .

I tvåtaktsmotorer är hela området för indikatordiagrammet användbart indikatorarbete. Cykelarbetet bestäms från uttrycket Li = piFS = piVh, där pi är det genomsnittliga indikatortrycket, Pa; F - kolvarea, m2; S - kolvslag, m; Vh - cylinderns arbetsvolym, m3.

Det genomsnittliga indikatortrycket hittas från indikatordiagrammet enligt följande. Med en planimeter eller någon annan metod, mät arean f (i mm²) av indikatordiagrammet, som är indikatorarbetet. Genom att dividera den resulterande arean f med längden l (i mm) av indikatordiagrammet, erhåller man höjden h (i mm) av en rektangel lika i area som indikatordiagrammet. Denna höjd, med hänsyn till skalan för ordinataaxeln, är lika med det genomsnittliga indikatortrycket: pi = f/lm, där m är skalan för ordinatan (tryck)axeln för indikatordiagrammet, mm/Pa.

Således är det genomsnittliga indikatortrycket lika med något villkorligt konstant tryck, under påverkan av vilket kolven, i gasexpansionsprocessen, skapar arbete lika med gasens faktiska arbete i cylindern i en cykel (indikatorarbete).

Det genomsnittliga indikerade trycket beror på mängden bränsle som tillförs cylindern och ändras med förändringar i motorbelastningen. För olika motorer det har olika betydelser beroende på den använda cykeln, överskottsluftförhållande, kompressionsförhållande, etc. Det högsta genomsnittliga indikatortrycket uppnås i flygplansmotorer där bränsleförbränning sker med minimala luftöverskottsförhållanden.

Värdet på pi är mycket viktig egenskap eftersom motorns funktion, med vissa cylinderstorlekar Vh, är direkt proportionell mot det indikerade medeltrycket. Den effekt som utvecklas i varje cylinder och som motsvarar indikatorarbetet Li bestäms av formeln

(1)

där n är antalet varv per minut; i - motorcykel
För en enkelverkande flercylindrig motor med z-cylindrar är den totala effekten

(2)

Enligt formlerna (1) och (2) kan motoreffekten ökas genom att öka dimensionerna Vh och antalet cylindrar z, samt antalet varv n, eller genom att minska slaglängden i. Mest effektivt sättökning av motoreffekt är användningen av boost, vilket ökar det genomsnittliga indikatortrycket. I överladdade motorer förkomprimeras den färska blandningen i kompressorn, vilket ökar laddningsmassan i cylindern. Som ett resultat förbränns mer bränsle i samma cylindervolym och följaktligen utvecklas mer kraft. I vissa dieselmotorer leder användningen av överladdning till en ökning av effekten med 1,5-2,5 gånger.

Den effektiva effekten är lika med skillnaden mellan indikatoreffekten och den effekt som går åt för att övervinna friktionskrafter och driva hjälpanordningar: Ne = Ni - Ntr. Effekten som spenderas på mekaniska förluster och motorns effektiva effekt bestäms empiriskt.

Således uppnås en ökning av motoreffekten genom att öka kompressionsförhållandet, öka antalet varv, antalet cylindrar, använda en tvåtaktsprocess, överladdning, använda cylinderhåligheterna på båda sidor av kolven som fungerande sådana (dubbla verkande motorer) och minska olika typer av energiförluster. Använda sig av Litteratur: 1) Värmeteknik, red. I.N.Sushkina, Moskva, "Metallurgy", 1973. 2) Värmeteknik, Bondarev V.A., Protsky A.E., Grinkevitj R.N. Minsk, red. 2:a, "Higher School", 1976.

Laboratoriearbete nummer 4.

Indikatordiagram och mekaniska egenskaper hos en kolvkompressor.

Syfte och uppgifter med arbetet bekantskap med experimentella metoder för inspelning av indikatordiagram av kolvkompressorer med låg hastighet och hög hastighet; erhålla ett indikatordiagram och bearbeta det på en dator; bestämning av kompressorns huvudparametrar; konstruktion av dess mekaniska egenskaper.

4.1. Allmän information om maskinernas mekaniska egenskaper.

Det finns två huvudklasser av maskiner: maskiner-motorer och arbetsmaskiner. Den första är för konvertering olika sorter energi (termisk, elektrisk, etc.) till mekanisk, den senare användningen mekanisk energi att göra nyttigt arbete. Motorn, mekanismen och arbetsmaskinen bildar tillsammans maskinenhet. I den dynamiska analysen av en maskinenhet presenteras arbetsprocesserna i den i form av beroende av energi, kraft eller moment på ingångs- eller utgångslänken på dess förskjutning eller hastighet. Dessa beroenden kallas mekaniska egenskaper.

Kolvmaskiner är mycket använda maskiner (både arbetsmaskiner och motormaskiner). I dessa maskiner omvandlas antingen krafterna från gastrycket till ett vridmoment på vevaxeln (förbränningsmotorer, expanderare), eller så omvandlas vridmomentet på vevaxeln till energin hos en komprimerad gas eller vätska (kompressorer, pumpar) . Det grafiska beroendet som kännetecknar tryckändringen i en kolvmaskins cylinder från kolvens rörelse kallas indikatordiagram. Detta diagram fick sitt namn från namnet på enheten som användes för dess registrering - en mekanisk eller elektrisk indikator.

Beskrivning av experimentuppställningen.

Indikatordiagrammet är registrerat på en experimentell uppställning bestående av en elmotor, en remdrift och en encylindrig kolvkompressor. Kompressorns huvudmekanism är en vevskjutare (Fig. 4.1), bestående av:

• vev 1,
• vevstake 2
• kolv 3
• cylinder 0.

I kompressorns arbetscykel (ett varv av veven) kan fyra faser särskiljas, motsvarande följande avsnitt på indikatordiagrammet: ab- expansion av kvarvarande luft; före Kristus- absorption; CD- kompression; da--- injektion.

Schemat för experimentuppställningen med en mekanisk indikator visas i ris. 4.2. Kompressorcylinder 1 är ansluten via ventil 2 till indikatorcylinder 3. Indikatorkolv 4 rör sig under tryck och trycker ihop fjädern 5.

Kolvens 4 rörelse genom hävstångsmekanismen 6 med konstant utväxling rapporteras till skrivstången. Ett pappersark 8, på vilket diagrammet är skrivet, är fäst på trumman 7 med bladfjädrar. Trumman drivs av en lina 10 fäst vid kompressorkolven. Återgången av trumman till sitt ursprungliga läge utförs av fjädern 9. Som ett resultat av att summera stavens och trummans rörelser ritas ett indikatordiagram på ett pappersark. Atmosfärstrycklinjen tas som ursprunget för tryckreferensen på indikatordiagrammet. För att registrera denna linje är indikatorcylindern ansluten till atmosfären genom kran 2.

Omfattningen av mekaniska indikatorer begränsas av vevhastigheten n(upp till ca 5 rpm). Vid en högre rotationshastighet förvränger trögheten hos indikatorlänkarna kraftigt diagrammets form. Därför registreras indikatordiagrammen för höghastighetsmaskiner av tröghetsfria elektriska sensorer.

Installationsschemat för registrering av indikatordiagrammet för en höghastighetskompressor visas i fig. 4.3. I denna installation är vevaxeln ansluten till elmotorn 1 med en drivande koppling. Trycket i kompressorns cylinder 2 mäts av en piezoelektrisk sensor 3. Signalen från sensorn matas genom förstärkaren till den vertikala skanningen av katodoscilloskopet 5. För att erhålla en elektrisk signal proportionell mot kolvens rörelse, enheten använder ett elektromekaniskt system med en fotoelektrisk sensor. Skiva 8 radie R \u003d l e monterad på vevaxeln AB med excentricitet e. Ljuset från den elektriska lampan 10 genom kondensorlinserna 6 och slitsbländaren 9 kommer in i fotocellen 7. Eftersom förhållandet e/R lika med förhållandet mellan längderna på mekanismens länkar l AB / l BC , då när axeln roterar kommer ljusflödet som faller på fotocellen att vara proportionellt mot kolvens rörelse. Signalen från fotocellen 7 genom förstärkaren går in i den horisontella skanningen av katodoscilloskopet 5. Som ett resultat av summeringen av signalerna visas en sluten kurva på oscilloskopskärmen - indikatordiagram 4.

4.3. Bearbetning av indikatordiagrammet.

Diagrammet ritat av en mekanisk indikator har tryckskalor längs koordinataxlarna m sid och förskjutning Fröken . Koordinataxlarna i förhållande till diagrammet är placerade enligt följande: abskissaxeln är i linje med atmosfärstrycklinjen, ordinataaxeln är vinkelrät mot den och riktad tangentiellt mot diagrammet (fig. 4.4).

För att bearbeta diagrammet tas det i tabellform - den experimentella grafen presenteras som en rad diskreta värden. 12 positioner är plottade på diagrammets x-axel, motsvarande positionerna för veven genom . I dessa positioner mäts diagrammets ordinater. Mätresultaten registreras i loggtabellen. Vid bearbetning av indikatordiagrammet bestäms följande:

a) det maximala och lägsta trycket i kompressorcylindern (MPa)

pmax = y pmax /m p (4.1)

pmin =y pmin /m p (4.2)

Var ypmax Och ypmin - Ordinaterna för extremum på diagrammet;

b) den indikerade effekten av kompressorn (W) - arbetet med att komprimera luften som utförs av kompressorn per tidsenhet

N i \u003d A c Z / T c (4.3)

Var A c - arbete med luftkompression per cykel, J; T c \u003d 1 / n 1 - cykeltid; n 1 - vevrotationsfrekvens, 1/s; Z - antal kompressorcylindrar Från fig. 4.4

dA=F c dS c =pf n dS c =f n y p dx/(m p m s), (4.4)

Tvinga Fc är resultatet av de yttre krafterna som verkar på kolven. Till vänster (se fig. 4.1) verkar tryckkrafterna av tryckluft på kolven, till höger - krafterna från atmosfärstrycket. Eftersom indikatordiagrammet är byggt i förhållande till atmosfärstrycklinjen, kraften Fc i vilken position som helst av kolven kommer att vara lika med produkten av trycket som bestäms från indikatordiagrammet p= y p / m p , på kolvens område fn.

Om, när vi konstruerar en mekanisk egenskap, tar vi y p = y F , Den där

mf =mp 106/fn,(4.7) där m f - kraftskala, mm/N

Experimentella kraftvärden Fc hittas från grafen Fc =f(S C)

F cmax =y Fcmax /m f (4.8)

F cmin =y Fcmin / m f (4.9)

4.4. Arbetsorder

1. Bekanta dig med beskrivningarna av arbetet och den polära planimetern (se), utformningen av experimentanläggningar och reglerna för att arbeta med dem
2. Fäst papperet på trumman på den mekaniska indikatorn; slå på kompressormotorn; anslut indikatorcylindern till kompressorcylindern genom att vrida kranen och trycka staven lätt mot pappret, skriv ner indikatordiagrammet. Anslut sensorn till atmosfären (det är nödvändigt att vrida ventilen 90° medurs) och registrera barometertrycklinjen. Stäng av motorn och ta bort papperet från trumman
3. Slå på katodoscilloskopet och låt det värmas upp i 1-2 minuter. Stäng av höghastighetskompressorns motor. Justera bildens ljusstyrka och fokus efter behov. Undersök visuellt funktionerna i det resulterande indikatordiagrammet. Stäng av oscilloskopet först och sedan kompressorn
4. Klistra in ett indikatordiagram i tappen, samtidigt som abskissaxeln riktas in mot atmosfärstrycklinjen, och placera ordinataaxeln på en tangent (se fig. 4.4). Genom 12 positioner av punkt C, markerade på abskissaxeln, rita vertikala linjer och mät indikatordiagrammets ordinata längs dem. Anteckna ordinaterna i lämplig loggtabell
5. Mät arean av indikatordiagrammet med en polär planimeter
6. Mata in programmet i datorn " LAB4", sedan, i enlighet med programmets instruktioner, de initiala data (från loggtabellen) och skriv ut resultaten av beräkningen.
7. Anteckna beräkningsresultaten i en journal. Formulera slutsatser om arbetet, reflektera i dem de studerade metoderna för att registrera indikatordiagram, deras omfattning; analysera den resulterande mekaniska egenskapen.

Bilaga P4

Enheten för den polära planimetern och arbeta med den. planimeter kallas en anordning för att mäta arean av platta figurer. Den polära planimetern (Fig. A4.1) består av två spakar AB Och Sol , förbunden med en kulled vid en punkt I . Punkt MED fixerad på planet med en nål och vikt G , medan spaken Sol kan rotera runt en punkt MED . På spaken VA rörlig vagn installerad TILL , rör sig som längs spaken ändrar enhetens skala. En roterande rulle är placerad på vagnen R , med vilken grovskalskivan är förbunden med en skruvdragare D . På spaken AB vid punkten A stift fast sh . I processen att mäta arean av en figur rör sig stiftet längs sin kontur (medurs eller moturs). Samtidigt rullen R glider och rullar på ett plan, kommuniceras denna rörelse till skivan genom ett spiralformigt kugghjul D , och den roterar med någon vinkel. Noggrann avläsningsskala (vernier) placeras på vagnen TILL . Varje delning av denna skala är 0,1 mm mer än skalindelningen för välten. Ordningen på mätningarna. Platt figurteckning, område f u som du vill mäta, läggs på en plan, lite grov yta (till exempel på en bit ritpapper). Planimetern monteras och installeras på ett plan i förhållande till den uppmätta figuren så att vinkeln mellan spakarna under mätningsprocessen avviker minimalt från 90. Stift W placeras på en godtycklig punkt på konturen av den uppmätta figuren och läs av den initiala avläsningen från instrumentets skalor. Sedan ringer de runt stiftet längs konturen och läser den andra avläsningen från planimeterns skalor. Den mindre avläsningen subtraheras från den större. Resultatet multiplicerat med instrumentets skala (med 10) är den uppmätta arean. Exempel. På fig. P4.2a visar instrumentets skalor i början av mätningarna. Pekare på skivans skala D ligger mellan divisionerna "6" Och "7", de där. sex hela divisioner mäts. Noll på nockskala ligger mellan divisionerna "51" Och "52" rullvåg. Den sjunde indelningen av vernierskalan sammanfaller med en av indelningarna av rullskalan.

Sålunda erhålls fyra siffror av den första avläsningen av enheten:

de där. instrumentets avläsning är 6517.

Enligt fig. P4.2b, på ett liknande sätt kan du bestämma den andra indikationen, lika med 6633 . Arean av figuren enligt resultaten av mätningar:

f u \u003d (6633-6517) 10 \u003d 1160 mm 2

För att kontrollera riktigheten av förhållandena mellan cykelns huvudparametrar och för att få en visuell representation av förändringen i gasens tillstånd vid olika ögonblick, enligt beräkningsdata, byggs ett teoretiskt indikatordiagram i koordinaternaR - V (Fig. 205).

Eftersom cylindervolymerna är okända, taV a = V c + V s = A mm och, avsätt värdet på A längs V-axeln, dra en linje n. m.t. från ett förhållande? =V a / V c hittaV Med = V a / ? och till ritningens skalaV c = A / ? skjuta upp meningV c längs abskissan. Dra en linje in m. t. Välj sedan skalan av ordinata. För normala förhållanden för diagrammets längd och höjd, förhållandet V s /s z (skalad) bör vara mellan 1,3-1,6. Därefter ritas en linje med atmosfärstryck p på en vald skala. 0 .

De karakteristiska punkterna för cykeln ligger på linjerna c. m. t. (pekar cz "ochr ) och n. m. t. (pekar a n e). Deras position på dessa linjer bestäms från de kända värdena på trycket p a , R Med , sid z "=sid z , R e och sid r . Punktkoordinaterz hitta, känna till värdetR z OchV z = ? V c . På skalan av abskissaxeln, lågV z = ? A / ? . Genom att förbinda punkterna cz", z med raka linjer cz" och z"z erhålls en grafisk bild av bränsleförbränningsområdet cz"z. Från punkt r till höger till skärningspunkten med linje n. m. t. och från punkt a till vänster till skärningspunkten med linje c. m. t. utföra raka linjer, parallella med axelnV , och få en bild av fyllnings- och släppprocesserna.

Det initiala uttrycket för att konstruera kompressionsprocessen ac är kompressionspolytropekvationen pV n 1 =p c Vc n1 , där p n/m 2 och Vm 3 - aktuella värden för gastryck och cylindervolym. Från ovanstående polytropiska uttryck får vi den ursprungliga formeln

Givet ett antal värden för cylinderns nuvarande volymV frånV Med innanV A , få värdena för gastrycket p, sätt dem på skalan för y-axeln för motsvarande volymerV hitta punkterna för polytropen ac. Genom att förbinda dessa punkter med en jämn kurva erhålls en grafisk representation av ac-komprimeringsprocessen.

På liknande sätt är expansionskurvan ze konstruerad, baserat på expansionspolytropekvationen

På fig. 205b visar konstruktionen av polytropen ze med en grafisk metod. Efter att ha avsatt koordinaterna för punkterna z och e, ritas halvcirklar med diametrarna oz "och oe". Punkterna z och e projicerar på en halvcirkel. Från skärningspunkternak och t med radier ok och från uppförandekk "och tt", men genom prickark och t "- horisontellt och vertikalt tills de skär varandra i en punktl , som kommer att vara polytropens mellanpunkt. Sedan hittas andra punkter och genom att förbinda dem med en jämn kurva erhålls en polytrop ze. Polytropen ac är konstruerad på liknande sätt.

Indikatordiagram för tvåtaktsmotor(Fig. 206) är byggd på samma sätt som för en fyrtaktare, men punkt a, som kännetecknar början av kompression, kommer att motsvara ögonblicket för stängning av inlopps- eller utloppsfönstren (beroende på vilka som stängs senare) . När man ritar en tvåtaktsdieselV A = V Med + V s ’ = A mm längs axelnV skjuta upp meningA mm och dra en linje för att börja öppna fönster, på vilka punkterna a och e ligger, som kännetecknar början av kompression och slutet av expansion. Samt för en fyrtaktsdieselV A = A / ?, och under? här förstår de det faktiska kompressionsförhållandet - förhållandet mellan volymen på cylindern V A vid tidpunkten för stängning av fönstren till volymen av kompressionskammaren V Med . Förbränningssektionen sz "z för polytroperna ac och ze är uppbyggd enligt beskrivningen ovan.

För att få linjerna i avgasprocessen - purges ed och aa", är det nödvändigt att bestämma volymen V P upptas av fönster.

Attityd? s = V P / V s , där V s - volymen som beskrivs av kolven när den rör sig från v. m. t. och n. m.t., dvs. kolvens fulla slag. Den användbara kolvens slaglängd under vilken expansionsprocessen äger rum är lika med

Att likställa de högra sidorna av de två sista likheterna får vi

V-värde P avsätta längs V-axeln och därigenom bestämma läget för punkten a. ea-snittet a ritas ungefär, för hand.

Motorcylindern är stängd med ett lock, i vilket ventilerna för intag av en ny laddning och ventilerna för utsläpp av gaser är placerade. Ventiler hålls stängda av fjädrar och cylindertryck under kompression, förbränning och expansion. Öppnandet av ventilerna vid rätt ögonblick utförs av gasdistributionsmekanismen.

Gasdistributionsmekanismen består av spakar, stänger och tryckare som påverkas av kamaxelns kammar.

Kamaxeln drivs av vevaxel motor och har hälften av vevaxelns varvtal, vilket resulterar i att varje ventil öppnas en gång vartannat varv på vevaxeln. Gasdistributionsmekanismens förhållande till vevaxelär i ett visst mekaniskt beroende. Detta beroende ställs in av motortillverkaren och avbildas av ett fasdiagram (vinklar) för gasdistributionen.

Ventiltidsdiagrammet är ett pass som är karakteristiskt för en viss typ av motor. På grafen indikerar det faserna (vinklarna) för positionerna för vevaxelns knä, vid vilka förändringar i den termodynamiska processen sker i det mest ekonomiska läget i motorcylindern. Ventiltidsdiagrammet är vägledande dokument för kontroll och justering kolvmotor intern förbränning både vid montering under tillverkning och under motorreparation.

Förändringen av trycket hos arbetsvätskan i motorcylindern under arbetscykeln, som registreras av en speciell anordning - en indikator - på kartpapper i koordinaterna för trycket P och arbetsvolymen CL, kallas ett indikatordiagram.

Betrakta den termodynamiska processen för arbetscykeln i en fyrtaktsmotor (Fig. 6.5).

Fas f;_2 är den vinkel som beskrivs av vevaxelns knä vid vilken insugningsventilen är öppen. På indikatordiagrammet

Ris. 6.5. Driftschema för en fyrtaktsmotor och indikatordiagram: 1 - början av öppningen av inloppsventilen; 2 - stängning av insugningsventilen; 3 - start av bränsletillförsel; 4 - början av öppningen av avgasventilen; 5 - stängning av avgasventilen; a-d - cykler för arbetscykeln; P0 - atmosfärstryck; I - punkten för maximalt gastryck i cylindern, denna process visas av linje 1-2 - processen för sugning av en ny laddning.

Fas f2-3 är den vinkel som beskrivs av vevaxelns knä vid vilken båda ventilerna är stängda. Indikatordiagrammet visar processen för komprimering av en ny laddning, medan dess temperatur når 500.700 °C.

Fas y3_4 är vinkeln som beskrivs av vevaxelns knä med inlopps- och avgasventilerna stängda. Punkt 3 ligger nära TDC. Från detta ögonblick tillförs finfördelat bränsle till motorcylindern, som aktivt (vid 7 = 500.700°C) avdunstar, antänds och brinner ut. Denna process tar tusendelar av en sekund. I cylindern ökar temperaturen (>1700 ° C) och trycket (P ^ av de bildade gaserna) kraftigt, vilket resulterar i att vevaxelns vev har tid att passera TDC, och en kraft lika med produkten av gasen tryck och kolvområdet snurrar vevaxeln. Denna gasexpansionsprocess kallas arbetsslagskolv och den slutar vid positionen för vevaxelns knä vid punkt 4.

Fas q>4_5 är den vinkel som beskrivs av vevaxelns knä vid vilken avgasventilen är öppen. På indikatordiagrammet visas denna process - utsläpp av avgaser - av rad 4-5. Vid vevaxelläge 5 stänger avgasventilen och insugningsventilen öppnar. Detta avslutar arbetscykeln och nästa börjar.

Hela arbetscykeln genomfördes i fyra cykler, så en sådan motor kallas fyrtakt.

Skapandet av kombinerade motorer var ett nytt steg i utvecklingen av förbränningsmotorer. Syftet med att skapa kombinerade motorer är att få en mer ekonomisk och kraftfull motor med sina små dimensioner. Behovet av sådana motorer är särskilt stort inom järnvägstransporter. Ökningen av motoreffekt med samma dimensioner utförs på grund av kompressorförstärkning. I en kombimotor används nästan alla typer av kompressorer som kompressormaskiner, och endast en gasturbin används som expansionsmaskin.

Överladdning levererar mer luft till cylindrarna per cykel än intaget, vilket gör att mer bränsle kan förbrännas. Detta gör att du kan få mer kraft med samma cylinderstorlekar som en konventionell dieselmotor och samma axelhastighet.

När den komprimeras i kompressorn värms luften upp, dess specifika volym ökar, vilket avsevärt minskar luftladdningen i cylindern; därför, i dieselmotorer med medium och hög boost, används nödvändigtvis kylning av laddluften innan den kommer in i cylindrarna.

Luftkylning för varje 10 °C ger en ökning av dieseleffekten med 3,4 % och en minskning av den specifika bränsleförbrukningen med cirka 1,5–2,0 g/(kWh). Verkningsgraden hos den kombinerade överladdade motorn ökas också på grund av ökningen av mekanisk verkningsgrad och den ytterligare användningen av värmen från avgaserna.

Indikatordiagrammet för en kombinerad fyrtaktsdieselmotor med gasturbinöverladdning visas i fig. 6.6.

I överladdade motorer är cylinderladdningsprocessen annorlunda än i en naturligt aspirerad diesel. Turboladdaren suger in luft vid atmosfärstryck P0 och komprimerar den till ett tryck Pk. Luften som komprimeras i kompressorn passerar genom kylaren och insugsgrenrör. På vägen från turboladdaren till cylindern sjunker lufttrycket från Pk till Pa, så insugningstryckledningen ligger under Pk-linjen och ovanför P0-linjen.

Efter att ha fyllt cylindern med luft börjar kompressionsprocessen, vilket visas på indikatordiagrammet av kurva 2-3.

Ris. 6.6. Indikatordiagram för en fyrtaktsdieselmotor med gasturbinöverladdning:

P0 - atmosfärstryck; Pn - tryck under fyllningsperioden; Pg - tryck i cylindern under frigöringsperioden; Pk - lufttryck i förstärkningsgrenröret; Кс är volymen av kompressionskammaren; KL - arbetsvolym; Kn - cylinderns fulla volym; 1 - 5 - reningsprocess: 1 - öppning av inloppsventiler; 2 - stängning av insugningsventilerna; 3 - bränsleinsprutning i cylindern; 4 - öppning av avgasventilerna; 5- stängning av avgasventilerna; I - punkt för maximalt gastryck i cylindern

Vid slutet av kompressionen sprutas bränsle in i cylindern genom munstycket, som antänds vid punkt 3. Förbränningsprocessen visas av linje 3-1, och expansionen av gaser sker längs kurvan r-4. Vid punkt 4, avgasventilerna öppnas och avgaserna trycks in i gasturbinen vid tryck Rt. Gaserna passerar genom ledskenan till turbinbladen och släpps sedan ut i atmosfären. I diagrammet är gasutloppsledningen från cylindern placerad ovanför atmosfären och under påfyllningslinjen.

I fyrtaktsmotorer är energin i avgaserna tillräckligt för att kompressorn ska komprimera luften till ett tryck Pk, högre än Rt. Som ett resultat av överladdning ökar området för indikatordiagrammet, och därmed motoreffekten, avsevärt.