Zasada działania i schemat wskaźników dwusuwowego silnika wysokoprężnego. Notatki z wykładu „Wskazanie silnika

Wskazane jest zbadanie pracy rzeczywistego silnika tłokowego według wykresu, na którym podana jest zmiana ciśnienia w cylindrze w zależności od położenia tłoka dla całego

cykl. Taki diagram, wykonany za pomocą specjalnego urządzenia wskaźnikowego, nazywa się diagramem wskaźnikowym. Obszar zamkniętej figury diagramu wskaźnikowego przedstawia w określonej skali pracę wskaźnika gazu w jednym cyklu.

Na ryc. 7.6.1 przedstawia wykres indykatorowy silnika pracującego z szybkim spalaniem przy stałej objętości. Jako paliwo do tych silników stosuje się benzynę lekką, gaz oświetleniowy lub generatorowy, alkohole itp.

Podczas skoku tłoka od lewego martwego położenia do skrajnego prawego położenia przez zawór ssący zasysana jest palna mieszanina składająca się z oparów i drobnych cząstek paliwa i powietrza. Proces ten jest przedstawiony na wykresie krzywej 0-1, zwanym linią ssania. Oczywiście linia 0-1 nie jest procesem termodynamicznym, ponieważ główne parametry w niej się nie zmieniają, a jedynie zmienia się masa i objętość mieszanki w cylindrze. Wraz z ruchem wstecznym tłoka zamyka się zawór ssący, palna mieszanina zostaje ściśnięta. Proces kompresji na wykresie przedstawia krzywa 1-2, zwana linią kompresji. W punkcie 2, gdy tłok nie osiągnął jeszcze lewego martwego położenia, zapala palną mieszankę z iskry elektrycznej. Spalanie mieszanki palnej następuje niemal natychmiast, to znaczy praktycznie przy stałej objętości. Proces ten jest przedstawiony na schemacie za pomocą krzywej 2-3. W wyniku spalania paliwa gwałtownie wzrasta temperatura gazu i wzrasta ciśnienie (pkt 3). Następnie produkty spalania rozszerzają się. Tłok przesuwa się do właściwej martwej pozycji, a gazy wykonują pożyteczną pracę. Na diagramie wskaźnikowym proces ekspansji jest przedstawiony na krzywej 3-4, zwanej linią ekspansji. W punkcie 4 otwiera się zawór wydechowy i ciśnienie w cylindrze spada prawie do ciśnienia zewnętrznego. Przy dalszym ruchu tłoka od prawej do lewej strony produkty spalania są usuwane z cylindra przez zawór wydechowy pod ciśnieniem nieznacznie przekraczającym ciśnienie atmosferyczne. Proces ten jest przedstawiony na wykresie krzywej 4-0 i nazywany jest linią wydechową.

Moc efektywna N e odnosi się do mocy odbieranej na wale korbowym silnika. Jest ona mniejsza od podanej mocy N i o ilość mocy zużytą na tarcie w silniku (tarcie tłoków o ściany cylindrów, czopy wału korbowego o łożyska itp.) oraz uruchamiających mechanizmów pomocniczych (mechanizm dystrybucji gazu, wentylator, woda, olej i pompy paliwowe, generator itp.).

Do wyznaczenia wartości mocy efektywnej silnika można wykorzystać powyższy wzór na moc indykowaną, zastępując średnie ciśnienie indykowane p i średnim ciśnieniem efektywnym p e (p e jest mniejsze od p i o wielkość strat mechanicznych w silniku)

Moc wskaźnika N i nazywa się mocą wytwarzaną przez gazy wewnątrz cylindra silnika. Jednostkami miary mocy są konie mechaniczne (KM) lub kilowaty (kW); 1 l. z. = 0,7355 kW.

Do wyznaczenia mocy indykowanej silnika niezbędna jest znajomość średniego ciśnienia indykowanego pi, czyli takiego warunkowego stałego ciśnienia, które działając na tłok podczas tylko jednego suwu spalania-rozprężania, mogłoby wykonać pracę równą pracy gazów w cylinder przez cały cykl.

Bilans cieplny przedstawia rozkład ciepła, które pojawia się w silniku podczas spalania paliwa, na ciepło użytkowe do pełnego funkcjonowania samochodu oraz ciepło, które można zakwalifikować jako straty ciepła. Występują następujące główne straty ciepła:

• spowodowane przezwyciężeniem tarcia;
• powstające w wyniku promieniowania ciepła z rozgrzanych zewnętrznych powierzchni silnika;
• straty na napędzie niektórych mechanizmów pomocniczych.

Normalny poziom bilansu cieplnego silnika może się różnić w zależności od trybu pracy. Określono na podstawie wyników badań w ustalonych warunkach termicznych. Bilans cieplny pozwala określić, w jakim stopniu konstrukcja silnika odpowiada efektywności jego pracy, a w przyszłości podjąć działania regulujące niektóre procesy w celu uzyskania lepszych osiągów.

Oprócz wykresu obiegu termodynamicznego możliwe jest zobrazowanie we współrzędnych p-V oraz rzeczywistego obiegu silnika spalinowego. Powstały diagram nazywa się diagramem wskaźnikowym.

Schemat czterosuwowego silnika wysokoprężnego. Najpierw rozważ cykl operacyjny czterosuwowego, nie doładowanego silnika wysokoprężnego.

Pierwsza miara to wypełnienie. Gdy tłok oleju napędowego przesuwa się od lewej do prawej, zawór wlotowy 3 (rys. 19) otwiera się i powietrze z atmosfery dostaje się do cylindra. W silnikach wolnossących proces napełniania cylindrów odbywa się pod wpływem podciśnienia

Ryż. 19. Schemat cyklu pracy czterosuwowego silnika wysokoprężnego i schemat jego urządzenia:

1 - tłok; 2 - cylinder; 3 - zawór wlotowy; 4 - dysza; 5 - w nim zawór wydechowy, a ciśnienie powietrza w cylindrze osiąga 0,085-0,09 MPa, dlatego linia napełniania cylindra znajduje się poniżej atmosferycznego (0,1 MPa). W rzeczywistości linia napełniania nie jest prosta, ponieważ ma na nią wpływ nierównomierna prędkość tłoka, fazy otwierania i zamykania zaworów, konstrukcja rury wlotowej i inne czynniki. W celu pełniejszego napełnienia butli powietrzem podejmuje się działania mające na celu zmniejszenie oporów przepływu powietrza do butli. Jakość ładowania butli ocenia się na podstawie współczynnika napełnienia c”, który zwykle wynosi 0,8-0,88. Oznacza to, że cylinder silnika wysokoprężnego jest wypełniony powietrzem tylko w 80-88% w porównaniu z ilością powietrza, która zmieściłaby się w objętości roboczej cylindra w normalnych warunkach otoczenia. Współczynnik wypełnienia zależy głównie od temperatury i ciśnienia powietrza w punkcie a (patrz rys. 19). Im wyższe ciśnienie i niższa temperatura powietrza w punkcie a, tym większy współczynnik wypełnienia (rys. 20).

Drugim środkiem jest kompresja. Tłok przesuwa się od prawej do lewej, zawór dolotowy zamyka się, powietrze w cylindrze jest sprężane. Jednocześnie jego temperatura w punkcie c wzrasta do 500-750 ° C, a ciśnienie może wzrosnąć do 5-7 MPa. Proces kompresji przedstawiono na schemacie linią ac (patrz rys. 19). Gdy tłok nie osiągnął jeszcze górnego martwego punktu (TDC) przy 18-30° kąta obrotu wału korbowego, płynne paliwo jest wtryskiwane do cylindra przez wtryskiwacz 4, który zapala się w punkcie c i zaczyna palić. Dopływ paliwa zatrzymuje się po tym, jak tłok już minął TDM. 10-15 ° i ponownie zaczyna się poruszać od lewej do prawej. Paliwo wchodzące do cylindra miesza się z powietrzem i zaczyna się palić. Na schemacie proces spalania jest przedstawiony linią przerywaną cr „r.

Trzeci cykl to ekspansja gazu. Na początku trzeciego suwu tłoka następuje spalanie paliwa, które teoretycznie kończy się w punkcie d. Ciśnienie w punkcie r wzrasta do 8-13 MPa, a temperatura dochodzi do 1750-2100 K. Po punkcie r następuje rozprężenie gazu , który trwa do momentu otwarcia zaworu wylotowego. Ta ostatnia otwiera się w punkcie e” o 40-55 ° do dolnego położenia tłoka, gdy ciśnienie w cylindrze osiąga 0,5-0,8 MPa, a temperatura wynosi 1000-1100 K, a co za tym idzie lepsze czyszczenie cylindra od zużytych

Ryż. 20. Zmiana stopnia napełnienia butli d), w zależności od ciśnienia i temperatury powietrza w butli na początku sprężania

Ryż. 21. Schemat indykatorowy czterosuwowego silnika wysokoprężnego z turbiną gazową:

rya - ciśnienie podczas napełniania; pr jest ciśnieniem w butli podczas okresu zwolnienia; rk - ciśnienie powietrza w kolektorze doładowania; V, objętość komory sprężania: objętość opisana przez tłok, V * - całkowita objętość butli gazowej. Suw rozprężania jest użytecznym skokiem roboczym, ponieważ w tym okresie gazy o wysokim ciśnieniu działają na tłok diesla zgodnie z kierunkiem jego ruchu i wykonują użyteczną pracę, oddając go jednostce ładunkowej.

Czwarty skok to uwolnienie gazów. Tłok porusza się od prawej do lewej, ty

Ryż. 22. Schemat cyklu pracy dwusuwowego silnika wysokoprężnego oraz schemat jego urządzenia:

A - okno wydmuchowe; B - okno wylotowe. 1 - cylinder; ) - tłok; , 3 - wtryskiwacz, zawór rozruchowy 5 jest otwarty i gazy są wypychane z cylindra. Proces wypuszczania gazu na schemacie jest przedstawiony linią e "er. Usunięcie gazu następuje przy ciśnieniu 0,11-0,12 MPa, dlatego przewód wylotowy gazu znajduje się nad przewodem atmosferycznym. Temperatura gazu za zaworem wydechowym wynosi 700 -900 tys.-

W celu dokładniejszego oczyszczenia i napełnienia cylindra powietrzem zawory dolotowe i wydechowe są otwarte jednocześnie dla 50-100 ° obrotu korby wału korbowego. To tak zwane „zachodzenie” zaworów zapewnia dobre oczyszczenie cylindrów z produktów spalania paliwa i pełniejsze wypełnienie przestrzeni roboczej powietrzem, a także chłodzenie denka tłoka i zaworów wydechowych strumieniem zimnego powietrza. Jakość oczyszczenia butli ze spalin oceniana jest przez współczynnik gazów resztkowych y, który jest stosunkiem ilości gazów pozostających w butli z poprzedniego cyklu do ilości świeżego powietrza, które dostało się do butli. Zwykle y - = 0,024-0,1.

Cechy cyklu pracy czterosuwowego silnika wysokoprężnego z doładowaniem turbiny gazowej. W silnikach wysokoprężnych z doładowaniem proces ładowania cylindrów jest inny niż w silnikach wolnossących. Turbosprężarka zasysa powietrze z atmosfery o ciśnieniu p0 (rys. 21) i spręża je do ciśnienia pk. Przed wejściem do cylindra sprężone powietrze w turbosprężarce przechodzi przez chłodnicę, kolektor ssący i zawory wydechowe; w drodze od turbosprężarki do cylindra jej ciśnienie spada od pk do p”. Dlatego linia ciśnienia wlotowego znajduje się poniżej linii pk i powyżej linii atmosferycznej (Po).

Po napełnieniu cylindra powietrzem tłok poruszając się z punktu a w lewo spręża powietrze. Proces kompresji obrazuje krzywa ac. Pod koniec kompresji do cylindra wtryskiwane jest paliwo, które zapala się w punkcie c. Proces spalania przedstawiono liniami cz „i z” g. Ekspansja gazów następuje wzdłuż krzywej r. W punkcie e zawory wydechowe otwierają się, a spaliny są wtłaczane do turbiny gazowej (pod ciśnieniem Hg), a następnie wypuszczane do atmosfery. W ten sposób linia wylotu gazu z butli znajduje się powyżej atmosfery i poniżej linii napełniania. W silnikach czterosuwowych energia spalin jest wystarczająca, aby sprężarka sprężyła powietrze do ciśnienia pk, które jest wyższe niż pg. W wyniku doładowania obszar wykresu wskaźnikowego, a w konsekwencji moc silnika wysokoprężnego znacznie się zwiększa.

Należy zauważyć, że w rzeczywistości proces spalania przebiega nie wzdłuż linii prostych z r „i r” r, ale wzdłuż linii przerywanej (patrz rys. 21).

Schemat dwusuwowego silnika wysokoprężnego. Sprężanie powietrza w cylindrze podczas ruchu tłoka z prawej strony na lewą rozpoczyna się w punkcie a i kontynuuje w punkcie c (rys. 22). Powyżej kąta obrotu wału korbowego 16-25° do skrajnego lewego położenia tłoka przez dyszę 3 do cylindra podawane jest pod wysokim ciśnieniem paliwo ciekłe (w postaci drobno rozpylonej), które w kontakcie ze sprężonym powietrzem jest ogrzewane do wysokiej temperatury, zapala się. Powstałe gazy, próbując się rozprężyć, przesuwają tłok w prawo. Ruchomy tłok przez korbowód obraca wał korbowy. Przed osiągnięciem skrajnego prawego położenia, tłok 2 otwiera swoją krawędzią okienko wylotowe B, umożliwiając ucieczkę spalin przez tłumik na zewnątrz. Poruszając się dalej w prawo, tłok otwiera okienko wydmuchowe L, przez które do cylindra wdziera się świeże powietrze o podwyższonym ciśnieniu. Powietrze wypiera spaliny i napełnia cylinder. Gdy tłok zmieni kierunek i zacznie poruszać się od prawej do lewej, najpierw zamknie otwór przedmuchowy A, a następnie wylot B, po czym pozostałe w cylindrze powietrze zacznie się sprężać. Tak więc pełny proces roboczy (cykl) w dwusuwowym silniku wysokoprężnym zajmuje dwa kody tłoka (suwu), podczas gdy wał korbowy wykonuje jeden obrót.

W dwusuwowych silnikach wysokoprężnych powietrze do przedmuchu jest dostarczane do cylindrów przez sprężarkę napędzaną wałem Diesla lub przez turbosprężarkę. Moc i sprawność zależą od jakości nadmuchu cylindra. silnik wysokoprężny. Aby zapewnić dobre odpowietrzanie cylindrów i zmniejszyć naprężenia termiczne części diesla w kontakcie z gorącymi gazami, do cylindrów dostarcza się znacznie więcej powietrza niż jest to wymagane do spalania paliwa; podczas wydmuchiwania część powietrza ucieka przez otwory wylotowe. Biorąc to pod uwagę, zasilanie dmuchawy powietrza przedmuchującego musi być o 30-40% większe niż to konieczne, aby zapewnić całkowite spalenie paliwa. Projektując silniki dwusuwowe, projektanci dążą do tego, aby przy jak najmniejszych stratach sprężonego powietrza uzyskać jak najlepsze przedmuchanie i napełnianie cylindrów. W dwusuwowych silnikach wysokoprężnych zwykle energia spalin nie wystarcza do sprężenia powietrza doładowującego do wymaganego ciśnienia, ponieważ ciśnienie to musi być wyższe niż ciśnienie w rurze wydechowej, aby zapewnić wysokiej jakości czyszczenie cylindrów oraz energia spalin (wszystkie inne czynniki są takie same) jest niższa niż w silnikach czterosuwowych, ze względu na rozcieńczanie gazów zimnym powietrzem do przedmuchu. Dlatego w dwusuwowych silnikach wysokoprężnych stosuje się doładowanie kombinowane, w którym część energii potrzebnej do sprężenia powietrza doładowującego pobierana jest z wału korbowego silnika (patrz wyżej).

Obwody odsalania do dwusuwowych silników wysokoprężnych. Najprostszym, ale jednocześnie najbardziej niedoskonałym schematem jest tak zwany przedmuch krzyżowy, w którym 15-20% spalin może pozostać w cylindrze (ryc. 23, a). Odmulanie takie stosuje się w silnikach wysokoprężnych małej mocy, dla których prostota konstrukcji, a nie oszczędność, ma decydujące znaczenie. Obwód odsalania pokazany na ryc. 23,6 jest doskonalsze. Dzięki zaworowi zwrotnemu 3 konstrukcja ta zapewnia pewne zwiększenie ciśnienia w butli. Ten schemat odsalania jest stosowany w wolnoobrotowych silnikach okrętowych.

Bardziej doskonałe jest odmuchiwanie zaworem bezpośredniego przepływu (rys. 23, c). Sprężone powietrze z turbosprężarki dostaje się do cylindra przez dolne szyby, a spaliny usuwane są przez zawory wydechowe 3 umieszczone w głowicy cylindra. Przy takim czyszczeniu wałek rozrządu jest zainstalowany na silniku wysokoprężnym. Dmuchanie szczelin zaworowych stosowane jest w silnikach wysokoprężnych 11D45 i 14D40.

Najdoskonalszy jest nadmuch szczelinowy o przepływie bezpośrednim (rys. 23, d), który można przeprowadzić w silnikach z tłokami przeciwbieżnymi. Sprężone powietrze z turbosprężarki wchodzi przez górne porty (przedmuch), a spaliny są usuwane z cylindra przez dolne (wydechowe) porty. Aby móc w pełni naładować cylinder, dolny tłok zachodzący na otwory wylotowe jest nieco przed (o 10-12° kąta wału korbowego) górny tłok zachodzący na otwory dolotowe.

Dzięki tej metodzie oczyszczania w cylindrze prawie nie pozostają żadne spaliny. Dmuchanie szczelinowe o przepływie bezpośrednim jest stosowane w silnikach lokomotyw spalinowych 2D100 i 1 OD 100.

W silniku czterosuwowym procesy robocze są następujące:

• 1. Skok dolotowy. Kiedy tłok przesuwa się z GMP do BDC z powodu powstałego podciśnienia z filtra powietrza, powietrze atmosferyczne dostaje się do wnęki cylindra przez otwarty zawór wlotowy. Ciśnienie powietrza w cylindrze wynosi 0,08 - 0,095 MPa, a temperatura 40 - 60 C.
• 2. Cykl kompresji. Tłok przesuwa się z BDC do TDC; zawory wlotowy i wylotowy są zamknięte, w wyniku czego poruszający się w górę tłok spręża napływające powietrze. Aby zapalić paliwo, temperatura sprężonego powietrza musi być wyższa niż temperatura samozapłonu paliwa. Podczas suwu tłoka do GMP olej napędowy dostarczany przez pompę paliwową jest wtryskiwany przez wtryskiwacz.
• 3. Skok rozprężania lub skok roboczy. Paliwo wtryskiwane pod koniec suwu sprężania, mieszając się z ogrzanym powietrzem, zapala się i rozpoczyna się proces spalania, charakteryzujący się szybkim wzrostem temperatury i ciśnienia. W tym przypadku maksymalne ciśnienie gazu osiąga 6-9 MPa, a temperatura wynosi 1800-2000 C. Pod działaniem ciśnienia gazu tłok 2 przesuwa się z GMP do BDC - następuje skok roboczy. W okolicach BDC ciśnienie spada do 0,3-0,5 MPa, a temperatura spada do 700-900 C.
• 4. Cykl wydania. Tłok przesuwa się z BDC do GMP i przez otwarty zawór wydechowy 6 spaliny są wypychane z cylindra. Ciśnienie gazu spada do 0,11-0,12 MPa, a temperatura do 500-700 C. Po zakończeniu suwu wydechu, przy dalszym obrocie wału korbowego, cykl pracy powtarza się w tej samej kolejności.

Diagram wskaźnikowy wykonany za pomocą urządzenia wskaźnikowego nazywa się diagramem wskaźnikowym (ryc. 1).

Ryż. 1

Rozważ diagram:

• 0-1 - napełnianie cylindra powietrzem (przy formowaniu mieszanki wewnętrznej) lub mieszanką roboczą (przy formowaniu mieszanki zewnętrznej) o ciśnieniu nieco niższym od ciśnienia atmosferycznego ze względu na opór hydrodynamiczny zaworów ssących i rurociągu ssącego,
• 1-2 - sprężanie powietrza lub mieszaniny roboczej,
• 2-3”-3 - okres spalania mieszaniny roboczej,
• 3-4 - skok roboczy tłoka (rozprężanie produktów spalania), wykonywana jest praca mechaniczna,
• 4-5 - wydech spalin, spadek ciśnienia do atmosferycznego następuje przy niemal stałej objętości,
• 5-0 - uwolnienie cylindra z produktów spalania.

W prawdziwych silnikach cieplnych zamiana ciepła na pracę wiąże się ze złożonymi nieodwracalnymi procesami (występuje tarcie, reakcje chemiczne w płynie roboczym, końcowe prędkości tłoków, wymiana ciepła itp.) Analiza termodynamiczna takiego cyklu jest niemożliwa VM Gelman MV Moskwin. Ciągniki i samochody rolnicze. - M .: Agropromizdat, 1987, część I i P ..

Sygnalizacja silnika. Wyznaczanie mocy

Wykresy indykatorowe, wykonane z zachowaniem niezbędnych warunków, umożliwiają wyznaczenie mocy indykowanej i jej rozkładu na cylindrach silnika, badanie rozkładu gazu, pracy wtryskiwaczy, pomp paliwowych, a także wyznaczenie maksymalnego ciśnienia cyklu p z , ciśnienie sprężania p z itp.

Usunięcie wykresów wskaźnikowych odbywa się po rozgrzaniu silnika przy stałym reżimie termicznym. Po usunięciu każdego schematu wskaźnik należy odłączyć od cylindra za pomocą 3-drogowego zaworu wskaźnikowego i zaworu wskaźnikowego na silniku. Bębny wskaźnikowe są zatrzymywane przez odłączenie linki od napędu. Tłok wskaźnika i jego tłoczysko należy co jakiś czas lekko nasmarować po wykonaniu kilku wykresów. Silnika nie należy wskazywać, gdy stan morza przekracza 5 punktów. Podczas usuwania schematów wskaźników napęd wskaźnika musi być sprawny, kurki wskaźników są całkowicie otwarte. Zaleca się pobieranie wykresów jednocześnie ze wszystkich butli; jeżeli to ostatnie nie jest możliwe, ich sekwencyjne usuwanie należy przeprowadzić tak szybko, jak to możliwe, przy stałej prędkości obrotowej silnika.

Przed wyświetleniem należy sprawdzić przydatność wskaźnika i jego napędu. Tłok i tuleja wskaźnika muszą być całkowicie osadzone; Gdy sprężyna zostanie wyjęta z górnego położenia, smarowany tłok musi powoli i równomiernie opadać w cylindrze pod własnym ciężarem. Tłok i tuleja wskaźnika są smarowane tylko olejem do cylindrów lub silnika, ale nie olejem instrumentalnym, który znajduje się w zestawie wskaźnika i jest przeznaczony do smarowania połączeń mechanizmu piszącego i górnej części tłoczyska. Sprężyna i nakrętka (kołpak) trzymająca sprężynę muszą być całkowicie dokręcone. Wysokość podnoszenia trzpienia piszącego wskaźnik musi być proporcjonalna do ciśnienia gazu we wskazanym cylindrze, a kąt obrotu bębna musi być proporcjonalny do skoku tłoka. Szczeliny w przegubach mechanizmu przekładni powinny być niewielkie, co można sprawdzić lekko wymachując dźwignią przy nieruchomym tłoku, nie powinno być też luzów. Gdy wskaźnik komunikuje się z wnęką roboczą cylindra z nieruchomym bębnem, trzpień piszący wskaźnik powinien wykreślić pionową linię prostą.

Wskaźnik jest połączony z napędem za pomocą specjalnego przewodu wskaźnikowego lub specjalnej taśmy stalowej o wymiarach 8 x 0,05 mm. Przewód napędowy - lniany, pleciony; przed montażem nowy sznurek jest wyciągany w ciągu dnia, podwieszając do niego ciężar 2 - 3 kg. Jeśli stan sznurka jest niezadowalający, uzyskuje się znaczne zniekształcenia wykresu indykatorowego. Taśmę stalową stosuje się do silników o obrotach 500 obr/min i wyższych, a także przy obrotach mniejszych niż 500 obr/min, ale połączenie wskaźnika z napędem wygląda jak linia przerywana o długości 2 - 3 m. Wykresy sprężania przy wyłączonym paliwie. Jeśli linia kompresji pasuje do linii rozprężnej, przewód nadaje się do użytku. Długość linki wskaźnikowej należy wyregulować tak, aby w skrajnych położeniach bęben nie dochodził do ogranicznika. Z krótkim sznurkiem pęka, z długim - schemat ma skróconą formę ("odcięty"), ponieważ na końcu suwu tłoka bęben będzie nieruchomy. Podczas wskazania linka musi być stale napięta.

Rysując linię atmosfery, upewnij się, że znajduje się ona w odległości 12 mm od dolnej krawędzi papieru dla wskaźników model 50 i 9 mm - model 30. W tym przypadku mechanizm piszący będzie działał w najbardziej optymalnym zakres pomiarowy i utrzymywać prawidłowy zapis przebiegu rurociągu ssawnego pod ciśnieniem atmosferycznym. Długość wykresu nie powinna przekraczać 90% maksymalnego skoku bębna.

Linka wskaźnika powinna leżeć w płaszczyźnie wahania ramienia napędu wskaźnika. W środkowej pozycji dźwigni linka powinna być prostopadła do jej osi. Wskaźnik powinien być zainstalowany tak, aby przewód nie dotykał rurociągów, kratek maszyn i innych części. Jeśli się dotknie, a nie zostanie to wyeliminowane przez zmianę położenia wskaźnika, instalowana jest rolka przejściowa. W takim przypadku konieczne jest utrzymanie prostopadłości linki od rolki do osi dźwigni wskaźnika jazdy w środkowym położeniu tego ostatniego. Docisk ołówka (szpilki do pisania) należy regulować tak, aby nie rozdzierał papieru, ale pozostawiał cienki, wyraźnie widoczny ślad. Miedziana szpilka musi być zawsze dobrze naostrzona. Silny nacisk ołówka zwiększy obszar diagramów. Papier powinien ściśle przylegać do bębna wskaźnika.

Przed zainstalowaniem wskaźnika, aby uniknąć zatkania kanałów i tłoka, dokładnie przedmuchaj zawór wskaźnikowy silnika. Przed usunięciem schematu powtórz czyszczenie przez 3-drogowy zawór wskaźnikowy. Przed wskazaniem silnika kontrolka powinna być dobrze rozgrzana. Niespełnienie tego wymogu prowadzi do zniekształcenia wykresów indykatorowych. Podczas montażu i demontażu wskaźnika nie należy używać narzędzia udarowego podczas dokręcania i odbijania nakrętki złączkowej. Odbywa się to za pomocą specjalnego klucza dołączonego do zestawu wskaźników.

Wskaźniki i sprężyny wskaźnikowe muszą być sprawdzane przez organy nadzoru co najmniej raz na dwa lata i posiadać świadectwo ważności. Stan napędu wskaźnika sprawdza się przy pracującym silniku, wykonując wykresy sprężania przy wyłączonym dopływie paliwa. Przy prawidłowo wyregulowanym napędzie wskaźnika linie kompresji i rozprężania powinny się zgadzać. W przypadku wykrycia defektów w mechanizmie dystrybucji gazu podczas analizy wykresów indykatorowych, konieczne jest podjęcie działań w celu ich wyeliminowania. Po naprawieniu defektów ponownie zindeksuj i przetwórz (przeanalizuj) wykresy wskaźników.

Konwencjonalne wykresy wskaźnikowe do analizy zmiany przepływu pracy silników o zmiennym obciążeniu. Są one kręcone seryjnie na ciągłej taśmie, a następnie jeden po drugim w określonych odstępach czasu.

Pobrane wykresy wskaźnikowe są analizowane przed przetwarzaniem, ponieważ z powodu niewystarczającej regulacji silnika lub z powodu nieprawidłowego działania wskaźnika, jego napędu lub naruszenia zasad wskazań, wykresy wskaźnikowe mogą mieć różne zniekształcenia.

Planimetria.

Diagramy wskaźników są przetwarzane w następującej kolejności: dostosowanie planimetru i planimetru do wszystkich diagramów; określić ich obszary; zmierzyć długości wszystkich wykresów i wartości rzędnych p c i p z, liczba p i , dla każdego cylindra. Planimetr jest regulowany zgodnie z obszarem koła nakreślonym przez pasek przymocowany do planimetru. W przypadku braku specjalnego paska odczyty planimetru są sprawdzane prosto na papierze milimetrowym. Planimetrię wykonuje się na gładkiej desce pokrytej kartką papieru. Podczas instalowania planimetru jego dźwignie w stosunku do schematu są ustawione pod kątem 90 °. Podczas śledzenia wykresu kąt między dźwigniami planimetru powinien wynosić 60 - 120 °.

Długość wykresu wskaźnikowego mierzy się wzdłuż linii atmosferycznej. Skok siłownika należy dobrać tak, aby długość wykresu wynosiła 70 i 90 - 120 mm odpowiednio dla modeli 30 i 50.

W przypadku braku planimetru średnie indykowane ciśnienie p i znajduje się z wystarczającą dokładnością metodą trapezową. Aby to zrobić, diagram jest podzielony pionowymi liniami na 10 równych części.Wskaźnik średniejciśnienie określa wzór

Liczba Pi = Σ h/(10m),

gdzie Σ h- suma wysokości h1, h2 h10,

mm; T - skala sprężyny wskaźnika, mm / MPa. Metoda pomiaru rzędnychh, p z oraz r z pokazano na ryc. 4.6. Przy sporządzaniu wykresów indykatorowych w każdym indywidualnym przypadku, w celu oceny porównawczej rozkładu obciążenia na cylindrach, konieczne jest uwzględnienie temperatury spalin.

Każda strona jest podzielona na pół, a jej wysokość mierzona jest pośrodku. Rejestrując wyniki wskazania w postaci wykonanego wykresu oleju napędowego, należy podać nazwę statku, datę wskazania, markę silnika wysokoprężnego, numer cylindra, skalę sprężyny, długość i powierzchnia wykresu, uzyskane parametry p z, p s, p, -, N e, n... Przetworzone diagramy wskaźników każdego silnika są wklejane do „Dziennika indeksowania” z odpowiednią analizą wyników indeksowania. Tekst wyjaśniający powinien wskazywać zidentyfikowane niedociągnięcia w regulacji silnika oraz środki podjęte w celu ich usunięcia. Po zakończeniu podróży „dziennik indeksowania” i zestaw przetworzonych diagramów należy przesłać do MSS floty wraz z raportem z maszyny podróżnej. Przy przetwarzaniu wykresów zaczerpniętych z wysokoobrotowych silników wysokoprężnych należy wprowadzić poprawkę na błąd mechanizmu zapisu wskaźnika, który w niektórych przypadkach może sięgać 0,02-0,04 MPa (doliczany do wartości głównej).

Analiza procesu spalania za pomocą wykresów i oscylogramów

Wykres indykatorowy to graficzna reprezentacja ciśnienia w cylindrze w funkcji skoku tłoka.

Metody uzyskiwania (usuwania) wykresów wskaźnikowych

Do uzyskania wykresów indykatorowych wykorzystuje się wskaźniki mechaniczne lub elektroniczne układy pomiaru ciśnienia gazów w cylindrze i paliwa podczas procesu wtrysku (MIPKalkulator, naciskanalizator) (NK-5 Autronica i CyldetWĄTEK). Aby uzyskać kompletne wykresy wskaźników za pomocą wskaźnika mechanicznego, należy użyć silnika. wyposażony w napęd wskaźnika.

Rodzaje wykresów wskaźnikowych

Normalna wykresy wskaźnikowe służą do określenia średniego ciśnienia wskaźnikowego i ogólnej analizy charakteru procesu wskaźnikowego.

Ryż. 1 Rodzaje diagramów wskaźnikowych

Wykresy grzebieniowe służą do określenia ciśnienia na końcu kompresjir z i maksymalne ciśnienie spalaniar g na silnikach bez kontrolkidyski.W takim przypadku bęben wskaźnikowy jest obracany ręcznie za pomocą sznurka. Aby określić pzschemat wykonano przy wyłączonym dopływie paliwa do cylindra.

Schematy kompresji jak wskazano, służą do testowania napędu wskaźnika. Mogą również określić ciśnienie pzi ocenić szczelność pierścieni tłokowych na podstawie wielkości obszaru pomiędzy przewodem ściskania 1 i przedłużacz2.

Schematy wymiany gazu kręcąw zwykły sposób, ale stosuje się słabe sprężyny o skali 1 kgf / cm2 = 5 mm (lub więcej) i normalny („parowy”) tłok. Diagramy te służą do analizy procesów uwalniania, oczyszczania i napełniania butli. Górna część wykresu jest ograniczona linią poziomą, ponieważ tłok wskaźnikowy pod wpływem słabej sprężyny osiąga najwyższe położenie i pozostaje w nim, dopóki ciśnienie w cylindrze nie spadnie do 5 kgf / cm2 .

Rozszerzone wykresy służą do analizy procesu spalania w obszarze GMP, a także do określenia p w silnikach, które nie mają napędu wskaźnikowego. Rozszerzone schematy są pobierane ze wskaźnikiem elektrycznym lub mechanicznym z napędem niezależnym od wału silnika (na przykład od mechanizmu zegarowego).

Aby usunąć wszystkie powyższe schematy, z wyjątkiem grzebienia, wymagany jest napęd wskaźnika

Zniekształcenia wykresów wskaźnikowych występują najczęściej w przypadku zablokowania się tłoczka wskaźnika (rys. 2,a), montaż sprężyny słabej (rys. 2, b) lub sztywnej (rys. 2,v), poluzowanie nakrętki mocującej sprężynę wskaźnika, wyciągnięcie linki wskaźnika (rys. 2,G) lub jego duża długość (ryc.2, mi).

Ryż.2. Zniekształceniewskaźnikwykresy

gdzieT to skala wiosny.

Maksymalne ciśnienie spalania można również określić na podstawie normalnego wykresu indykatorowego, a ciśnienie na końcu sprężania z wykresu sprężania.

Średnie ciśnienie wskaźnika określa się na podstawie normalnych lub rozszerzonych wykresów wskaźników. Według rozszerzonych diagramówP i można je znaleźć w sposób graficzno-analityczny, przebudowując rozwinięty diagram na normalny lub używając specjalnego nomogramu.

Zgodnie z normalnym wykresem wskaźnika, wartośćr i określony przez formułę

(130)

gdzieF i - obszar wykresu wskaźnikowego, mm2 ;

T - skala sprężyny wskaźnika, mm / (kgf / cm2 );

ja - długość schematu, mm.

Długość każdego wykresu wskaźnikowego jest mierzona między stycznymi do skrajnych punktów konturu wykresu, które są rysowane prostopadle do linii atmosferycznej. Powierzchnia wykresu jest mierzona planimetrem.

Należy zauważyć, że przy określaniu średniego ciśnienia indykatorar i zgodnie ze schematem wskaźników błąd pomiaru może osiągnąć 10-15% i więcej. Jednocześnie w okrętowych wolnoobrotowych silnikach wysokoprężnych, przy normalnym stanie technicznym układu zasilania i doładowania, stosunek ciśnieńr i r τ , P z , indeks pompy paliwa i cykliczne podawanie paliwag C zwykle pozostają dość stabilne przez długi czas. Dlatego każdy z powyższych parametrów może być wybrany do oszacowania obciążenia cylindra.

W związku z tym niektóre zakłady diesla uważają instalowanie napędów wskaźnikowych za niepraktyczne., a w układzie diagnostycznym opracowanym dla tych silników wartośćr z .

Dlatego najczęstszymi rodzajami wykresów wskaźnikowych wykonywanych przez wskaźnik mechaniczny są grzebienie i rozkładane „ręcznie”.

Wykres grzebienia pozwala określić ciśnienie na końcu ściskania (r z ) i maksymalne ciśnienie cyklu (P z ) i usunąćr z konieczne jest wyłączenie dopływu paliwa do tego cylindra. Wyłączenie cylindra doprowadzi do spadku mocy i prędkości silnika, turbiny gazowej i ciśnienia doładowania, co z kolei wpłynie na wielkość ciśnienia sprężania. Do pomiaru ciśnienia sprężania preferowany jest wykres odręczny. Ten schemat, z pewną umiejętnością, przypomina szczegółowy schemat wykonany za pomocą napędu wskaźnika, ale nie ma związku między ciśnieniem a skokiem tłoka.

Otrzymane wartościP z orazP z wymaga analizy. Aby uzyskać dokładniejsze wnioski, podczas wykonywania wykresu konieczne jest zarejestrowanie następujących danych: temperatury gazów za cylindrami, przed i za turbiną, ciśnienie i temperatura powietrza doładowującego, obroty silnika i turbiny, wskaźnik obciążenia silnika. Wskazane jest, aby w momencie sporządzania wykresu znać zużycie paliwa.

Najlepszym sposobem analizy stanu silnika jest porównanie zmierzonych wartości z wartościami uzyskanymi z fabrycznego lub morskiego testu silnika przy tym samym obciążeniu.

W przypadku braku danych testowych konieczne jest porównanie uzyskanych wartości ze średnią.

Na przykładTabela 1

Data

Dv-l

GNT

Dodatkowe wartości

Czas

Obroty

r n

Para / No.c

śr.

P z bar

165

156

167

156

175

164

163,8

p z

0,71%

-4,78%

1,93%

-4,78%

6,82%

0,10%

3,5%*

P C bar

124

120

125

128

127

122

124,3

p C

0,27%

3,49%

0,54%

2,95%

2,14%

1,88%

2,5%*

T g ° C

370

390

380

390

372

350

375,3

T g

-1,42%

3,91%

1,24%

3,91%

0,89%

-6,75%

5,0%*

Indeks pompy paliwa

Akcja

Pierścionki,
zawór

TP

ϕ↓

TR

* RD 31.21.30-97 Zasady eksploatacji technicznej STS i K s. 99

P z bar

T g ° C

Akcja

TR

ϕ↓

TR

Ryż. 3. Kompleks diagnostyczny firmy Autronica» NK-5

2 . Wbudowany w system mikroprocesor umożliwia przechowywanie danych pomiarowych w pamięci i późniejsze porównywanie nowych danych z

stary lub odniesienie.

Przykładowo krzywe ciśnień gazu w cylindrze oraz w przewodzie paliwowym przy wtryskiwaczu (rys. 4) ilustrują typowe zaburzenia przebiegu procesów. Krzywa odniesienia 1 odzwierciedla charakter zmiany ciśnienia w rozpatrywanym trybie pracy silnika w dobrym stanie technicznym, krzywa2 charakteryzuje rzeczywisty proces z różnymi zniekształceniami spowodowanymi awariami.

Nieszczelność igły dyszy (rys. 4,a) ze względu na pogorszenie rozpylenia paliwa prowadzi do nieznacznego wzrostu kątaφ z , spadek ciśnieniar z oraz znaczne dopalanie paliwa na linii rozprężnej. Krzywa rozszerzalności jest bardziej płaska i wyższa niż odniesienie. Wzrasta temperatura spalinT g i ciśnienier do potęgi na linii przedłużenia pod kątem 36° za TDC.

Gdy wtrysk paliwa jest opóźniony (rys. 4, b), początek widocznego spalania i cały proces spalania paliwa są przesunięte w prawo. Ciśnienie spada w tym samym czasier z temperatura rośnieT g i ciśnienier do potęgi . Podobny obraz obserwuje się, gdy para nurników pompy paliwowej jest zużyta i utracona jest gęstość jej zaworu wlotowego. W tym drugim przypadku cykliczny dopływ paliwa spada, a zatem ciśnienie nieznacznie spada.P i

Ze względu na wczesne zasilanie paliwem (rys. 4,v) cały proces spalania przesuwa się w lewo w kierunku postępu, kąt φ maleje ga presja rośnier z . Gdy proces staje się bardziej ekonomiczny,P i . Wczesne zasilanie potwierdza również krzywa ciśnienia paliwa na wtryskiwaczu (rys. 4, d).

Zmiany krzywej ciśnienia paliwa spowodowane zwiększonym przepływem cyklu (rys. 4,mi) towarzyszy wzrost wartościr F T a NS i czas trwania podaży φ F.

Spadek tempa wzrostu ciśnienia paliwa Δр F/ Δφ w przekroju od początku jej wzrostu do momentu otwarcia igły, a także całkowity spadek ciśnienia wtrysku (rys. 4,mi) powoduje zmniejszenie kąta posuwu posuwu φ npi maksymalne ciśnienier F maks . Przyczyną jest wzrost wycieku paliwa przez parę nurników, parę iglicowo-prowadzącą wtryskiwaczy z powodu ich zużycia lub utratę szczelności zaworów pompy, złączy przewodów paliwowych. Koksowanie w otworach dyszy lub nadmierny wzrost lepkości paliwa (rys. 4,g) prowadzi do wzrostu ciśnienia wtrysku na skutek wzrostu oporów wypływu paliwa z otworów.

220

-15 40 -5 VMT 5 10 15 F, 9 №8

Rys. 4. Ciśnienie gazów w butli i paliwa w przewodzie wysokiego ciśnienia

Ryż. 6.4. Ciśnienie gazów w cylindrze i paliwa w przewodzie paliwowym przy wtryskiwaczu220

-15 40 -5 VMT 5 10 15 F, 9 №8