Доброго дня! Діаграму циклу двигуна внутрішнього згоряння, накреслену в системі координат v - p і характеризує величину роботи, яку за циліндрі двигуна за один цикл, можна побудувати на основі розрахунків (теоретична діаграма), або зняти безпосередньо з працюючого двигуна його індіцірованія (дійсна індикаторна діаграма) спеціальними приладами - індикаторами.

На рис. 1. зображена індикаторна діаграма чотиритактного двигуна. Корисна площа діаграми дорівнює алгебраїчній сумі позитивної площі (зі знаком «+»), що відповідає роботі за такти стиснення і розширення, і негативною площі (зі знаком «-»), яка відповідає роботі, витраченої на здійснення тактів впуску та випуску (насосна робота) .

У двотактних двигунах вся площа індикаторної діаграми являє собою корисну індикаторну роботу. Робота циклу визначається з виразу Li = piFS = piVh, де рi - середнє індикаторне тиск, Па; F - площа поршня, м2; S - хід поршня, м; Vh - робочий об'єм циліндра, м3.

Середнє індикаторне тиск знаходять по індикаторної діаграмі наступним чином. Планіметром або яким-небудь іншим способом вимірюють площу f (в мм²) індикаторної діаграми, що представляє собою індикаторну роботу. Розділивши отриману площу f на довжину l (в мм) індикаторної діаграми, отримують висоту h (в мм) прямокутника, рівновеликого за площею індикаторної діаграмі. Ця висота з урахуванням масштабу осі ординат дорівнює середньому індикаторному тиску: pi = f / lm, де m - масштаб осі ординат (тисків) індикаторної діаграми, мм / Па.

Таким чином, середнє індикаторне тиск дорівнює деякому умовному постійному тиску, під дією якого поршень в процесі розширення газу створює роботу, рівну фактичної роботи газу в циліндрі за один цикл (індикаторної роботі).

Середнє індикаторне тиск залежить від кількості що подається в циліндр палива і змінюється зі зміною навантаження двигуна. Для різних двигунів воно має різні значення в залежності від застосовуваного циклу, коефіцієнта надлишку повітря, ступеня стиснення і ін. Найбільше середнє індикаторне тиск досягається в авіаційних двигунах, в яких спалювання палива відбувається з мінімальними коефіцієнтами надлишку повітря.

Величина рi є дуже важливою характеристикою, так як робота двигуна, при певних розмірах циліндра Vh прямо пропорційна середньому індикаторному тиску. Потужність, що розвивається в кожному циліндрі і відповідна індикаторної роботі Li, визначається за формулою

(1)

де n- число обертів на хвилину; i - тактность двигуна
Для багатоциліндрового двигуна простого дії з числом циліндрів z загальна потужність дорівнює

(2)

Відповідно до формул (1) і (2), потужність двигуна можна підвищити за рахунок збільшення розмірів Vh і числа циліндрів z, а також числа обертів n або за рахунок зменшення тактності i. Найбільш ефективним способом збільшення потужності двигуна є застосування наддуву, що збільшує середнє індикаторне тиск. У двигунах з наддувом свіжа суміш попередньо стискається в компресорі, завдяки чому збільшується маса заряду в циліндрі. В результаті в тому ж обсязі циліндра спалюється більше палива і, отже, розвивається велика потужність. У деяких дизелях застосування наддуву призводить до збільшення потужності в 1,5-2,5 рази.

Ефективна потужність дорівнює різниці індикаторної потужності і потужності, що витрачається на подолання сил тертя і привід допоміжних пристроїв: Ne = Ni - Nтр. Потужність, що витрачається на механічні втрати, і ефективну потужність двигуна, визначають дослідним шляхом.

Таким чином, збільшення потужності двигуна досягається підвищенням ступеня стиснення, збільшенням числа обертів, кількості циліндрів, застосуванням двухтактного процесу, наддуву, використанням порожнин циліндра по обидві сторони поршня як робочу силу (двигуни подвійної дії) і зниженням різного роду втрат енергії. Ісп. література: 1) Теплотехніка, під ред. І.Н.Сушкіна, Москва, «Металургія», 1973. 2) Теплотехніка, Бондарєв В.А., Процька А.Е., Гринкевич Р.Н. Мінськ, вид. 2-е, "Вишейшая школа", 1976.