Сила давления газов определяется по формуле:
Рг=(рх-0,1)πD2*106/4, Н,
где Рx – текущее значение давления газов по индикаторной диаграмме, МПа; D – диаметр цилиндра, м.
Для последующих расчётов необходимо построить график изменения силы давления газов в функции угла поворота коленчатого вала.
Для этого необходимо индикаторную диаграмму, построенную в координатах РV, перестроить в координатах Рα. В этой диаграмме изменение давления газов в цилиндре в течение рабочего цикла является функцией угла поворота кривошипа Рr=f(α). Такую диаграмму называют развёрнутой диаграммой. На этой диаграмме показано избыточное давление на поршень:
Р=Рг-Р0,
где р0 - давление окружающей среды, МПа.
Индикаторную диаграмму в координатах РV перестраивают в развёрнутую индикаторную диаграмму по методу Брикса. Порядок построения развёрнутой диаграммы по этому методу следующий. Ниже индикаторной диаграммы строится полуокружность радиусом, равным половине хода поршня. Вправо по горизонтали от центра откладывается отрезок, поправка Брикса, равный λR/2, где R - радиус кривошипа; λ - соотношение радиуса кривошипа к длине шатуна, λ=0,295.
Из этого нового центра О1 проводятся лучи через каждые 30˚ до пересечения с полуокружностью. Точки пересечения этих лучей с полуокружностью проектируются на кривые политроп сжатия и расширения индикаторной диаграммы. Полученные точки пересечения сносят по горизонтали вправо на вертикальные линии соответствующих углов α развёрнутой диаграммы. Построение диаграммы начинают с такта впуска. Проведя через найденный точки кривую, получим развёрнутую индикаторную диаграмму за рабочий цикл.
При развёртке индикаторной диаграммы следует учесть, что давление на свёрнутой индикаторной диаграмме отсчитывается от абсолютного нуля, а на развёрнутой диаграмме показывается избыточное давление над поршнем:
∆Рг=Рг-Р0, МПа.
Следовательно, давление в цилиндре двигателя (менее атмосферных) на развёрнутой диаграмме будут отрицательными.
Сила давления газов считается положительной, если она направлена к оси вала, отрицательной - от оси вала.
Для определения газовых сил Рг по развёрнутой диаграмме давлений ∆Рг необходимо пересчитать масштаб. Если кривая ∆Рг построена в масштабе μр, МПа×мм, то масштаб этой же кривой для Рг будет:
μр= μр*Fn*106=0,025*0,00453416*106 =113 Н/мм
где Fn - площадь поршня, м2.
