Note de curs "Indicație motor. Calcul de putere."

Diagrama indicatoare a motorului cu ardere internă (Fig. 1) este construită folosind datele de calcul al proceselor ciclului de funcționare a motorului. Când construiți o diagramă, este necesar să selectați o scară astfel încât să obțineți o înălțime egală cu 1,2 ... 1,7 din baza acesteia.

Fig. 1 Diagrama indicatoare a unui motor diesel

Orez. 1 Diagrama indicatoare pentru motor diesel

La începutul trasării pe axa absciselor (baza diagramei), segmentul S a = S c + S este reprezentat la scară,

unde S este cursa de lucru a pistonului (de la PMS la BDC).

Segmentul S c, corespunzător volumului camerei de compresie (V c), este determinat de expresia S c = S / - 1.

Secțiunea S corespunde volumului de lucru V h al cilindrului și este egală ca mărime cu cursa pistonului. Marcați punctele corespunzătoare poziției pistonului la PMS, punctele A, B, BDC.

Ordonata (înălțimea diagramei) este presiunea pe o scară de 0,1 MPa în milimetri.

Punctele de presiune p g, p s, p z sunt reprezentate pe linia PMS.

Punctele de presiune p a, p b sunt reprezentate pe linia LMT.

Pentru un motor diesel, este, de asemenea, necesar să se traseze coordonatele punctului corespunzător sfârșitului procesului de ardere calculat. Ordonata acestui punct va fi egală cu p z, iar abscisa este determinată de expresie

S z = S cu  , mm. (2,28)

Construcția liniei de compresie și expansiune a gazelor poate fi realizată în următoarea secvență. Cel puțin 3 volume sau secțiuni ale cursei pistonului V x1, V x2, V x3 (sau S x1, S x2, S x3) sunt selectate în mod arbitrar între TDC și BDC.

Și se calculează presiunea gazului

Pe linia de compresie

Pe linia de expansiune

Toate punctele construite sunt conectate lin între ele.

Apoi tranzițiile sunt rotunjite (cu fiecare modificare a presiunii la îmbinările ciclurilor de proiectare), care este luată în considerare în calcule de factorul de completitudine a diagramei.

Pentru motoarele cu carburator, rotunjirea la sfârșitul arderii (punctul Z) se efectuează de-a lungul ordonatei p z = 0,85 P z max.

2.7 Determinarea presiunii medii a indicatorului din diagrama indicatorului

Presiunea medie teoretică indicată p "i este înălțimea dreptunghiului egală cu aria diagramei indicatorului pe scara de presiune

MPa (2,31)

unde F i este aria diagramei indicatorului teoretic, mm 2, limitată de liniile de TDC, BDC, compresie și dilatare, se poate determina cu ajutorul unui planimetru, prin metoda integrării sau în alt mod; S - lungimea diagramei indicatorului (cursa pistonului), mm (distanța dintre liniile PMS, BDC);

 p este scara de presiune selectată la construirea diagramei indicatorului, MPa / mm.

Presiunea reală a indicatorului

p i = p i ΄ ∙ φ p, MPa, (2.32)

unde  p - coeficientul de incompletitudine al zonei diagramei indicatorului; are în vedere abaterea procesului propriu-zis de la cel teoretic (rotunjirea la o schimbare bruscă a presiunii, la motoarele cu carburator  p = 0,94 ... .0,97; la motoarele diesel  p = 0,92 ... .0,95);

р = р r - р а - presiunea medie a pierderilor prin pompare în timpul admisiei și evacuarii pentru motoarele cu aspirație naturală.

După determinarea p i conform diagramei indicator, comparați-l cu cel calculat anterior (formula 1.4) și determinați discrepanța în procente.

Presiunea efectivă medie p e este

p e = p i - p mp,

unde p mp este determinat prin formula 1.6.

Apoi calculați puterea în funcție de dependență
și comparați cu cel dat. Discrepanța nu trebuie să fie mai mare de 10 ... 15%, dacă mai multe procese ar trebui recalculate.

Indicarea înseamnă îndepărtarea și prelucrarea ulterioară a diagramelor indicatoare, care sunt o dependență grafică a presiunii dezvoltate în cilindrul de lucru în funcție de cursa pistonului S sau de volumul cilindrului V s proporțional cu acesta (vezi Fig. 1 și 2).

Indicatori „Maigak”

Diagramele sunt preluate din fiecare cilindru de lucru folosind un dispozitiv special - un indicator de tip piston "Maygak". Prezența diagramei vă permite să determinați parametrii importanți pentru analiza fluxului de lucru Pi, P c și P max. Diagrama din Fig. 1 este tipic pentru motoarele în care sarcina principală a fost reducerea nivelului și conținutului de oxizi de azot din evacuare. Pentru aceasta, după cum sa menționat deja, se efectuează o injecție ulterioară a combustibilului și arderea are loc cu o creștere mai mică a presiunii și a temperaturilor în camera de ardere.

Orez. 1 Diagrama indicatoare a motorului MAN-BV KL-MC

Dacă scopul principal este creșterea eficienței motorului, atunci arderea este organizată cu o alimentare mai devreme cu combustibil și, în consecință, o creștere mai mare a presiunii. Cu un sistem electronic de management al combustibilului, această reglare este ușor de realizat.

Diagrama din Fig. 2 vizibile clar două cocoașe - compresie și apoi ardere. Acest caracter este obținut datorită unei alimentări și mai ulterioare cu combustibil. Cifrele arată două tipuri de diagrame - contorte, în funcție de care se determină presiunea medie a indicatorului și extinse, ceea ce vă permite să evaluați vizual natura dezvoltării proceselor. Diagrame similare pot fi obținute atunci când se utilizează indicatorul cu piston Maygak, care necesită a

sincronizați rotația tamburului indicator cu mișcarea pistonului cilindrului indicat. Conectarea unității vă permite să obțineți o diagramă pliată, planimetria zonei căreia este determinată presiunea indicatorului mediu, care este o anumită presiune condiționată medie care acționează asupra pistonului și efectuează un lucru în timpul unei curse egală cu munca gazelor pe ciclu.

P i = F ind.d / L m, unde F ind.d- aria diagramei, proporțională cu munca gazelor pe ciclu, L- lungimea diagramei, proporțională cu dimensiunea volumului de lucru al cilindrului, m Este un factor de scară care depinde de rigiditatea arcului pistonului indicator.

De P i numărat indicator de putere cilindrului N i = C P i n, Unde η - numărul de rotații 1 / min și CU- constanta cilindrului. Putere efectivă N e = N i η blană kW, η blană- randamentul mecanic al motorului, care se regaseste in documentatia motorului.

Înainte de a începe indicarea, verificați starea robinetului indicator și a sistemului de antrenare. Posibilele erori în starea lor sunt ilustrate în Fig. 3.

Pieptene (Fig. 2) este îndepărtat prin operare manuală cu un cablu deconectat de la unitatea indicatorului. Prezența unui pieptene vă permite să evaluați stabilitatea ciclurilor și să măsurați mai precis P max... Dacă vârfurile sunt aceleași, atunci aceasta indică o funcționare stabilă a echipamentului de combustibil.

Este important de menționat că indicatorii cu piston au o frecvență naturală scăzută. Acesta din urmă trebuie să fie de cel puțin 30 de ori viteza motorului. În caz contrar, diagramele indicatoare vor fi eliminate cu distorsiuni. Prin urmare, cererea

indicatoarele cu piston sunt limitate la 300 rpm. Indicatoarele cu arc de tijă au o frecvență naturală de vibrație mai mare și utilizarea lor este permisă la motoarele cu o frecvență de rotație de până la 500-700 rpm. Cu toate acestea, în astfel de motoare nu există o unitate de indicator și trebuie să ne rezumați la îndepărtarea pieptenilor sau a diagramelor extinse, conform cărora media nu poate fi determinată.

A doua limitare se referă la presiunea maximă în cilindri. La motoarele moderne cu un nivel ridicat de boost, ajunge la 15-18 MPa. Când este utilizat în pistonul indicator „Maygak” pentru motoarele diesel cu un diametru de 9,06 mm, arcul cel mai rigid limitează P max = 15 MPa. Cu un astfel de arc, precizia de măsurare este foarte scăzută, deoarece scara arcului este de 0,3 mm cu 0,1 MPa.

De asemenea, este esențial ca munca de indexare să fie destul de obositoare și consumatoare de timp, iar acuratețea rezultatelor este scăzută. Precizia scăzută se datorează erorilor care decurg din imperfecțiunea acționării indicatorului și inexactităților în prelucrarea diagramelor indicatoare în timpul planimetriei lor manuale. Pentru informații- inexactitatea acționării indicatorului, exprimată în deplasarea PMS al unității de la poziția sa adevărată cu 1 °, duce la o eroare de aproximativ 10%.

O diagramă de măsurare a motorului cu ardere internă este construită folosind datele de calcul ale fluxului de lucru.

La trasarea pe axa absciselor, segmentul AB este trasat (Figura 8) corespunzător volumului de lucru al cilindrului și egal ca mărime cu cursa pistonului pe o scară de M s. Scala M s este de obicei luată ca 1: 1, 1,5: 1 sau 2: 1.

Segmentul OA (mm) corespunzător volumului camerei de ardere se determină din ecuație

ОА = AB / (ε - 1) (2,28)

Secțiunea zz′z pentru motoarele diesel care funcționează pe un ciclu cu o sursă de căldură mixtă (Fig. 9)

z′z = ОА (ρ - 1) (2,29)

Apoi, conform calculului parametrilor ciclului real, valorile presiunii sunt reprezentate pe diagramă pe scara selectată în punctele caracteristice: a, c, z, z, b, r.

Politropii de compresie și expansiune pot fi construiți folosind metode analitice sau grafice. Metoda analitică de construire a politropilor de compresie și dilatare calculează un număr de puncte pentru volumele intermediare situate între V cși V a si intre V zși V b, conform ecuației politropice.

Orez. 8. Diagrama indicatoare a unui motor pe benzină

Orez. 9. Diagrama indicatoare a motorului diesel

Pentru o compresie politropică , Unde

, (2.30)

Unde p xși V x- presiunea si volumul in punctul dorit al procesului de compresie.

Atitudine V a / V x variază în intervalul 1 ÷ ε.

La fel pentru extensia politropică

(2.31)

Pentru motoarele pe benzină, raportul V b / V x variază în intervalul 1 ÷ ε, pentru motoarele diesel - 1 ÷ δ.

Este convenabil să se determine ordonatele punctelor calculate ale politropilor de compresie și expansiune în formă tabelară.

Construcția diagramei indicatorului se realizează prin conectarea punctelor Ași c, z și b sunt curbe netede, iar punctele b și a, c și z sunt linii drepte.

Se presupune că procesele de intrare și ieșire au loc la p = const și V = const

Pentru a verifica corectitudinea construcției diagramei, determinați

p i= M p / AB

unde F este aria diagramei A c′c ″ z d b′b ″ A.

Calculul indicatorului și indicatorilor efectivi ai motoarelor cu ardere internă

Indicatori indicatori

Ciclul de funcționare al unui motor cu ardere internă se caracterizează prin presiunea medie indicată, puterea indicată, randamentul indicat și consumul specific de combustibil indicat.

Presiunea medie teoretică a indicatorului Este raportul dintre activitatea de proiectare teoretică a gazelor pe ciclu și cursa pistonului.

Pentru motoarele pe benzină care funcționează într-un ciclu cu o sursă de căldură la V = const, presiunea medie teoretică a indicatorului

Pentru un motor diesel care funcționează pe un ciclu cu o sursă de căldură mixtă la V= const and R= const

Presiunea medie indicatoare p i al ciclului real diferă de valoare printr-o sumă proporțională cu scăderea diagramei de proiectare datorită rotunjirii la punctele c, z, b.

Scăderea presiunii medii teoretice a indicatorului datorită abaterii procesului efectiv de la ciclul de proiectare este estimată prin factorul de completitudine al diagramei φ și și prin valoarea presiunii medii a pierderilor de pompare Δp i.

Factorul de completitudine al diagramei φ și se ia egal cu:

pentru motoarele cu carburator …………………….…. 0,94 ÷ 0,97

pentru motoarele cu injecție electronică ... ... 0,95 ÷ 0,98

pentru motoarele diesel ………………………………………………………. 0,92 ÷ 0,95

Presiunea medie a pierderilor prin pompare (MPa) în timpul proceselor de intrare și ieșire

Δp i = p r - p a. (3.3)

Pentru motoarele cu aspirație naturală în patru timpi, valoarea Δp i pozitiv. La motoarele cu supraalimentare de la un compresor de antrenare la p A > relatii cu publicul magnitudinea Δp i negativ. Cu încărcarea turbinei cu gaz, valoarea p a poate fi mai mult sau mai puțin relatii cu publicul, adică magnitudinea Δp i poate fi fie negativ, fie pozitiv.

La efectuarea calculelor, pierderile de schimb de gaze sunt luate în considerare în munca cheltuită asupra pierderilor mecanice. În acest sens, se presupune că presiunea medie a indicatorului p i diferă de numai prin factorul de completitudine al diagramei

p i= φ și. (3,4)

Când funcționează la sarcină maximă, valoarea lui p i (MPa) atinge:

pentru motoarele pe benzină în patru timpi …………………… 0,6 ÷ 1,4

pentru motoarele pe benzină forțată în patru timpi ... până la 1,6

pentru motoarele diesel cu aspirație naturală în patru timpi ………………………………. 0,7 ÷ 1,1

pentru motoarele diesel în patru timpi cu supraalimentare ……………… .. până la 2.2

Indicator putere N i- munca efectuată de gazele din interiorul cilindrului pe unitatea de timp.

Pentru un motor cu mai mulți cilindri, puterea indicată (kW) este

N i = p i V h in/(30τ ), (3.5)

unde p i este presiunea medie a indicatorului, MPa;

V h- volumul de lucru al unui cilindru, l (dm 3);

i- numarul de cilindri;

n- frecventa de rotatie a arborelui cotit al motorului, min -1;

τ - cursa motorului. Pentru motor în patru timpi τ = 4.

Indicator de capacitate a unui cilindru

N i = p i V h n/(30τ ), (3.6)

Indicator Eficienţă η i caracterizează gradul de utilizare în ciclul efectiv al căldurii combustibilului pentru a obține muncă utilă și este raportul dintre căldura echivalentă cu lucrul indicator al ciclului și cantitatea totală de căldură introdusă în cilindru cu combustibil.

Pentru 1 kg de combustibil

η i = L i / H și, (3.7)

Unde L i- caldura echivalenta cu indicatorul de lucru, MJ/kg;

N și Este cea mai scăzută căldură de ardere a combustibilului, MJ/kg.

Pentru motoare auto și tractoare alimentate cu combustibili lichizi

η i = p i l 0 α / (Н și ρ k η V), (3.8)

unde p i este exprimat în MPa; l 0 - în kg / kg combustibil; N și- în MJ/kg combustibil; ρ k - în kg / m 3.

La motoarele de automobile și de tractor care funcționează la condiții nominale, valoarea eficienței indicatorului este:

pentru motoarele cu injecție electronică de combustibil ……… 0,35 ÷ 0,45

pentru motoarele cu carburator …………………………… 0,30 ÷ 0,40

pentru motoarele diesel ………………………………………………………. 0,40 ÷ 0,50

Indicator specific consum de combustibil g i caracterizează eficienţa ciclului propriu-zis

g i = 3600/ (η i Н și) sau g i = 3600 ρ 0 η V / (p i l 0 α). (3.10)

Consum specific de combustibil la modul nominal:

pentru motoarele cu injecție electronică de combustibil... g i= 180 ÷ 230 g (kWh)

pentru motoarele cu carburator …………………… g i= 210 ÷ 275 g (kWh)

pentru motoarele diesel ………………………………………. …… g i= 170 ÷ 210 g (kWh)

Indicatori eficienti

Indicatorii eficienți se numesc valori care caracterizează funcționarea motorului, scoși din arborele acestuia și utili. Indicatorii eficienți includ: puterea efectivă, cuplul, presiunea efectivă medie, debitul efectiv specific, eficiența efectivă.

Putere efectivă... Munca utilă primită pe axul motorului pe unitatea de timp se numește putere efectivă N e.

N e=N i - N p.t. (3,9)

Unde N mp puterea pierderilor mecanice.

Puterea efectivă este dată studentului în datele inițiale pentru proiectarea unui motor cu ardere internă (a se vedea tema pentru proiectul de curs).

Pierderile mecanice sunt înțelese ca pierderi pentru toate tipurile de frecare mecanică, schimb de gaze, antrenare a mecanismelor auxiliare (apă, ulei, pompe de combustibil, ventilator, generator etc.), pierderi de ventilație asociate mișcării pieselor motorului într-un aer-ulei. emulsie și aer, precum și acționarea compresorului.

Pierderile mecanice sunt estimate prin presiunea medie a pierderilor mecanice p mp, care caracterizează munca specifică a pierderilor mecanice (pe unitatea de volum de lucru) în timpul implementării ciclului de lucru.

Cu o definiție analitică N e(kW) se calculează prin formula:

N e = p e V h in/(30τ ) (3.10)

Unde p e=L e / V h- presiunea medie efectivă (MPa), adică munca utilă obținută pe ciclu dintr-o unitate de volum de lucru;

V h- volumul de lucru al cilindrului, l;

n- numărul de rotații ale arborelui cotit, min -1

Cuplu eficient Pe mine(N ∙ m)

Pe mine= (3 ∙ 10 4 / π) ( N e/n) (3.11)

La calcularea motorului cu ardere internă, presiunea medie efectivă (MPa) este determinată ca

p e=p i - p p.t. (3,12)

Presiunea medie a pierderilor mecanice p MPa (MPa) pentru motoarele de diferite tipuri este determinat de determinat prin formule empirice:

pentru motoarele pe benzină cu până la șase cilindri și un raport S/D> 1

p p.t. = 0,049 + 0,0152 V p.w.;

pentru motoarele pe benzină cu până la șase cilindri și raport S/D≤1

p p.t. = 0,034 + 0,0113 V p.w.

pentru motoarele diesel în patru timpi cu camere nedespărțite

p p.t. = 0,089 + 0,0118 V p.w.

Indicație motor. Determinarea puterii

Diagramele indicatoare, luate în conformitate cu condițiile necesare, permit determinarea puterii indicate și distribuția acesteia pe cilindrii motorului, studierea distribuției gazului, funcționarea injectoarelor, pompelor de combustibil și, de asemenea, determinarea presiunii maxime a ciclului p z , presiunea de compresie p cu, etc.

Îndepărtarea diagramelor indicatoare se efectuează după încălzirea motorului cu un regim termic constant. După îndepărtarea fiecărei diagrame, indicatorul trebuie deconectat de la cilindru printr-o supapă indicator cu 3 căi și o supapă indicator pe motor. Tamburele indicatoare sunt oprite prin deconectarea cablului de la unitate. Pistonul indicator și tija acestuia trebuie să fie ușor lubrifiate din când în când după ce ați luat câteva diagrame. Motorul nu trebuie indicat când starea mării depășește 5 puncte. La îndepărtarea diagramelor indicatoarelor, sistemul de acţionare al indicatorului trebuie să fie în stare bună de funcţionare, robinetele indicatoare sunt complet deschise. Se recomandă să luați diagramele simultan din toți cilindrii; dacă aceasta din urmă nu este posibilă, atunci îndepărtarea lor secvențială trebuie efectuată cât mai curând posibil la o turație constantă a motorului.

Înainte de afișare, este necesar să verificați funcționarea indicatorului și a acționării acestuia. Pistonul și manșonul indicator trebuie să fie complet așezate; Când arcul este scos din poziția superioară, pistonul lubrifiat trebuie să coboare în cilindru lent și uniform sub propria greutate. Pistonul și manșonul indicatorului sunt lubrifiate numai cu ulei de cilindru sau de motor, dar nu cu ulei de instrumente, care este inclus în setul de indicator și este conceput pentru a lubrifia articulațiile mecanismului de scriere și partea superioară a tijei pistonului. Arcul și piulița (capacul) care ține arcul trebuie să fie complet înșurubate. Înălțimea de ridicare a știftului de scris al indicatorului trebuie să fie proporțională cu presiunea gazului din cilindrul indicat, iar unghiul de rotație a tamburului trebuie să fie proporțional cu cursa pistonului. Jocurile în articulațiile pivot ale mecanismului de transmisie trebuie să fie mici, ceea ce este verificat prin balansarea ușoară a pârghiei cu pistonul staționar și, de asemenea, nu ar trebui să existe joc. Când indicatorul comunică cu cavitatea de lucru a cilindrului cu un tambur staționar, știftul de scriere al indicatorului trebuie să tragă o linie dreaptă verticală.

Indicatorul este conectat la unitate fie printr-un cablu indicator special, fie printr-o bandă specială din oțel care măsoară 8 x 0,05 mm. Snur de transmisie - in, impletit; înainte de instalare, noul cablu este scos în timpul zilei, suspendându-i o greutate de 2 - 3 kg. Dacă starea cablului este nesatisfăcătoare, se obțin distorsiuni semnificative ale diagramei indicatorului. Banda de oțel este utilizată pentru motoarele cu o turație de 500 rpm și peste, precum și dacă turația este mai mică de 500 rpm, dar legătura dintre indicator și unitate arată ca o linie întreruptă de 2 - 3 m lungime. diagrame de compresie cu combustibil oprit. Dacă linia de compresie se potrivește cu linia de expansiune, atunci cablul poate fi reparat. Lungimea cordonului indicator trebuie reglată astfel încât în ​​pozițiile extreme tamburul să nu ajungă la oprire. Cu un cablu scurt, se rupe, cu unul lung - diagrama are o formă scurtă („cut off”), deoarece la sfârșitul cursei pistonului tamburul va fi staționar. În timpul indicației, cordonul trebuie să fie în permanență întins.

Când trasați linia atmosferică, asigurați-vă că aceasta este situată la o distanță de 12 mm de marginea inferioară a hârtiei pentru indicatoarele modelului 50 și 9 mm - model 30. În acest caz, mecanismul de scriere va funcționa în cel mai optim mod. domeniul de măsurare și păstrați o înregistrare corectă a conductei de aspirație sub linia de presiune atmosferică. Lungimea diagramei nu trebuie să depășească 90% din cursa maximă a tamburului.

Cablul indicatorului trebuie să se afle în planul de balansare al brațului de antrenare al indicatorului. În poziția de mijloc a pârghiei, cablul trebuie să fie perpendicular pe axa sa. Indicatorul trebuie instalat astfel încât cablul să nu atingă conductele, grilajele mașinii și alte părți. Dacă atinge, iar acest lucru nu este eliminat prin schimbarea poziției indicatorului, atunci este instalată o rolă de tranziție. În acest caz, este necesar să se mențină perpendicularitatea cablului de la rolă la axa pârghiei indicatorului de antrenare în poziția de mijloc a acestuia din urmă. Presiunea creionului (actul de scris) trebuie ajustată astfel încât să nu rupă hârtia, ci să lase un semn subțire, clar vizibil. Ştiftul de cupru trebuie să fie întotdeauna bine ascuţit. Presiunea puternică a creionului va crește aria diagramelor. Hârtia trebuie să se potrivească perfect pe tamburul indicator.

Înainte de a instala indicatorul, pentru a evita înfundarea canalelor și a pistonului, purjați bine supapa indicatorului motorului. Înainte de a îndepărta diagrama, repetați purjarea prin supapa indicator cu 3 căi. Înainte de a indica motorul, indicatorul trebuie să fie bine încălzit. Nerespectarea acestei cerințe duce la denaturarea diagramelor indicatorilor. Când instalați și scoateți indicatorul, nu utilizați o unealtă de impact când strângeți și deplasați piulița de îmbinare. Acest lucru se face folosind o cheie specială inclusă în kitul indicator.

Indicatoarele și arcurile indicatoare trebuie să fie verificate de către autoritățile de supraveghere cel puțin o dată la doi ani și să aibă un certificat de valabilitate. Starea transmisiei indicatorului este verificată cu motorul pornit, luând diagramele de compresie cu alimentarea cu combustibil oprită. Cu o unitate indicator reglată corespunzător, liniile de compresie și expansiune ar trebui să se potrivească. Dacă în timpul analizei diagramelor indicatoare sunt detectate defecte în mecanismul de distribuție a gazelor, este necesar să se ia măsuri pentru eliminarea acestora. După corectarea defectelor, reindexați și procesați (analizați) diagramele indicatoare.

Diagrame indicatoare convenționale pentru analizarea modificării fluxului de lucru al motoarelor cu sarcină variabilă. Sunt filmate în serie pe o bandă continuă, urmate una după alta la un interval stabilit.

Diagramele indicatoare luate sunt analizate înainte de procesare, deoarece din cauza reglării insuficiente a motorului sau din cauza unei defecțiuni a indicatorului, acționării acestuia sau încălcării regulilor de indicare, diagramele indicatoare pot avea diverse distorsiuni.

Planimetrie.

Diagramele indicatoare sunt procesate în următoarea secvență: reglați planimetrul și planimetrul toate diagramele; determină zonele lor; măsurați lungimile tuturor diagramelor și valorile ordonatelor p c și p z, numărați p i , pentru fiecare cilindru. Planimetrul este reglat în funcție de zona cercului conturată de bara atașată la planimetru. În lipsa unei bare speciale, citirile planimetrului sunt verificate direct pe hârtie milimetrată. Planimetria se realizează pe o placă netedă acoperită cu o coală de hârtie. La instalarea planimetrului, pârghiile acestuia în raport cu diagrama sunt poziționate la un unghi de 90 °. La trasarea diagramei, unghiul dintre pârghiile planimetrului ar trebui să fie de 60 - 120 °.

Lungimea diagramei indicator este măsurată de-a lungul liniei atmosferice. Cursa actuatorului trebuie selectată astfel încât lungimea diagramei să fie de 70 și 90 - 120 mm pentru indicatoarele modelelor 30 și, respectiv, 50.

În lipsa unui planimetru, presiunea medie indicată p i se găseşte cu suficientă precizie prin metoda trapezului. Pentru a face acest lucru, diagrama este împărțită prin linii verticale în 10 părți egale.Indicator mediupresiunea este determinată de formula

pi = Σ h/ (10m),

Unde Σ h- suma înălțimilor h1, h2 h10,

mm; T - scara arcului indicator, mm / MPa. Metoda de măsurare a ordonatelorh, p z și R cu prezentată în fig. 4.6. La luarea diagramelor indicatoare în fiecare caz individual, pentru o evaluare comparativă a distribuției sarcinii pe cilindri, este necesar să se țină cont de temperatura gazelor de eșapament.

Fiecare sit este împărțit în jumătate și înălțimea lui este măsurată la mijloc. La înregistrarea rezultatelor indicației pe forma diagramei diesel luate, este necesar să se indice numele navei, data indicației, marca motorului diesel, numărul cilindrului, scara arcului, lungimea și aria diagramei, parametrii obținuți p z, p s, p, -, N e, n... Diagramele indicatoare procesate ale fiecărui motor sunt lipite în „Jurnalul de indexare” cu o analiză corespunzătoare a rezultatelor indexării. Textul explicativ ar trebui să indice deficiențele identificate în reglarea motorului și măsurile luate pentru a le elimina. La sfârșitul călătoriei, „jurnalul de indexare” și setul de diagrame prelucrate trebuie transmise la MSS al flotei împreună cu raportul mașinii de voiaj. La procesarea diagramelor preluate de la motoarele diesel de mare viteză, este necesar să se facă o corecție pentru eroarea mecanismului de scriere a indicatorului, care în unele cazuri poate ajunge la 0,02-0,04 MPa (adăugat la valoarea principală).

Analiza procesului de ardere folosind diagrame și oscilograme

O diagramă indicator este o reprezentare grafică a presiunii cilindrului în funcție de cursa pistonului.

Metode de obținere (înlăturare) a diagramelor indicatoare

Pentru a obține diagrame indicatoare se folosesc indicatoare mecanice sau sisteme electronice de măsurare a presiunii gazelor din cilindru și combustibil în timpul procesului de injecție (MIPCalculator, presiuneanalizor) (NK-5 Autronica și CyldetABB). Pentru a obține diagrame complete ale indicatoarelor folosind un indicator mecanic, trebuie utilizat motorul. echipat cu o unitate de semnalizare.

Tipuri de diagrame cu indicatori

Normal diagrame indicator servesc la determinarea presiunii medii a indicatorului și la analiza generală a naturii procesului indicator.

Orez. 1 Tipuri de diagrame de indicatori

Diagrame de pieptene servesc la determinarea presiunii la sfârşitul compresieiR cu și presiunea maximă de ardereR G la motoarele fără indicatorunități.În acest caz, tamburul indicator este rotit manual cu ajutorul unui cordon. Pentru a determina pcudiagrama este luată cu alimentarea cu combustibil la cilindru oprită.

Diagrame de compresie după cum este indicat, sunt utilizate pentru a testa unitatea indicatorului. De asemenea, pot determina presiunea pcuși evaluați etanșeitatea segmentelor pistonului după dimensiunea zonei dintre linia de compresie 1 și linie de prelungire2.

Diagrame de schimb de gaze filmeazaîn mod obișnuit, dar se folosesc arcuri slabe cu o scară de 1 kgf / cm2 = 5 mm (sau mai mult) și piston normal ("abur"). Aceste diagrame sunt folosite pentru a analiza procesele de eliberare, purjare și umplere a cilindrului. Partea superioară a diagramei este limitată de o linie orizontală, deoarece pistonul indicator, sub influența unui arc slab, ajunge în poziția cea mai de sus și rămâne în ea până când presiunea din cilindru scade la 5 kgf / cm2 .

Diagrame extinse servesc la analizarea procesului de ardere în regiunea PMS, precum și la determinarea p, la motoarele care nu au o acționare indicator. Diagramele extinse sunt luate cu un indicator electric sau mecanic cu o acționare independentă de arborele motorului (de exemplu, de la un mecanism de ceas).

Pentru a elimina toate diagramele de mai sus, cu excepția pieptenului, este necesară o unitate de indicator

Distorsiuni ale graficelor indicatoare apar cel mai adesea când pistonul indicatorului se blochează (fig. 2,A), instalarea unui arc slab (Fig. 2, b) sau rigid (Fig. 2,v), slăbirea piuliței fixarea arcului indicatorului, tragerea cablului indicator (Fig. 2,G) sau lungimea sa mare (Fig.2, e).

Orez.2. Deformareindicatorgrafice

UndeT este scara izvorului.

Presiunea maximă de ardere poate fi determinată și din diagrama indicatorului normal, iar presiunea la sfârșitul compresiei din diagrama de compresie.

Presiunea medie a indicatorului este determinată din diagrame cu indicator normal sau extins. Prin diagrame extinsep i se găsesc într-un mod grafico-analitic, prin reconstruirea unei diagrame extinse într-una normală sau folosind o nomogramă specială.

Conform unui grafic indicator normal, valoareaR i determinat de formula

(130)

UndeF i - aria diagramei indicatorului, mm2 ;

T - scara arcului indicator, mm / (kgf / cm2 );

l - lungimea diagramei, mm.

Lungimea fiecărei diagrame indicator este măsurată între tangentele la punctele extreme ale conturului diagramei, care sunt desenate perpendicular pe linia atmosferică. Aria diagramei se măsoară cu un planimetru.

Trebuie remarcat faptul că la determinarea presiunii medii a indicatoruluiR i conform diagramei indicator, eroarea de măsurare poate ajunge la 10-15% și mai mult. În același timp, în motoarele diesel marine de viteză mică, cu o stare tehnică normală a sistemelor de alimentare cu combustibil și de amplificare, raportul dintre presiuniR i R τ , p z , indicele pompei de combustibil și livrarea ciclică a combustibiluluig c de obicei rămân destul de stabile mult timp. Prin urmare, oricare dintre parametrii de mai sus poate fi selectat pentru a estima sarcina cilindrului.

În acest sens, unele fabrici de motorină consideră că instalarea acționărilor indicatoare este nepractică., iar în sistemul de diagnosticare dezvoltat pentru aceste motoare, valoareaR z .

Prin urmare, cele mai comune tipuri de diagrame de indicator luate de un indicator mecanic sunt piepteni și desfășurați „cu mâna”.

Diagrama pieptene vă permite să determinați presiunea la sfârșitul compresiei (R cu ) și presiunea maximă a ciclului (p z ), și pentru a eliminaR cu este necesar să opriți alimentarea cu combustibil a acestui cilindru. Dezactivarea cilindrului va duce la o scădere a puterii și turației motorului, a turbinei cu gaz și a presiunii de supraalimentare, care la rândul său va afecta mărimea presiunii de compresie. Pentru măsurarea presiunii de compresie, este de preferat o diagramă de măturare cu mână liberă. Această diagramă, cu o anumită îndemânare, seamănă cu o diagramă detaliată luată cu ajutorul unui indicator, dar nu există nicio legătură între presiune și cursa pistonului.

Valorile rezultatep cu șip z trebuie analizat. Pentru a obține concluzii mai precise, în timpul luării diagramei, este necesar să se înregistreze următoarele date: temperaturile gazului în spatele cilindrilor, înainte și după turbină, presiunea și temperatura aerului de alimentare, turația motorului și a turbinei, indicatorul de sarcină a motorului. Este indicat să cunoașteți consumul de combustibil în momentul realizării diagramei.

Cel mai bun mod de a analiza starea unui motor este de a compara valorile măsurate cu valorile obținute dintr-un test din fabrică sau pe mare a motorului sub aceeași sarcină.

În absența datelor de testare, este necesar să se compare valorile obținute cu media.

De exemplutabelul 1

Data

Dv-l

GNT

Valori suplimentare

Timp

Cifra de afaceri

R n

Abur / No.c

Miercuri zn.

p z bar

165

156

167

156

175

164

163,8

Δp 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

Δp 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

ΔT G

-1,42%

3,91%

1,24%

3,91%

0,89%

-6,75%

5,0%*

Indicele pompei de combustibil

Acțiune

inele,
supapă

TP ↓

ϕ↓

TR

* RD 31.21.30-97 Reguli de funcționare tehnică a STS și K p. 99

p z bar

T G °C

Acțiune

TR

ϕ↓

TR ↓

Orez. 3. Complexul diagnostic al Autronica» NK-5

2 . Microprocesorul încorporat în sistem permite ca datele de măsurare să fie stocate în memorie și ulterior să compare noile date cu

vechi sau de referință.

De exemplu, curbele presiunii gazului în cilindru și în conducta de combustibil la injector (Fig. 4) ilustrează perturbări tipice în cursul proceselor. Curba de referință 1 reflectă natura modificării de presiune la modul de funcționare considerat al motorului într-o stare tehnică bună, curba2 caracterizează procesul propriu-zis cu diverse distorsiuni cauzate de defecțiuni.

Scurgerea acului duzei (fig. 4,A) datorită deteriorării atomizării combustibilului duce la o ușoară creștere a unghiuluiφ z , scăderea presiuniiR z și arderea ulterioară semnificativă a combustibilului pe linia de expansiune. Curba de expansiune este mai plată și mai mare decât referința. Temperatura gazelor de eșapament creștet G si presiuneR exp pe linia de prelungire la 36 ° după PMS.

Când injecția de combustibil este întârziată (Fig. 4, b), începutul arderii vizibile și întregul proces de ardere a combustibilului sunt deplasate spre dreapta. Presiunea scade în același timpR z temperatura creștet G si presiuneR exp . O imagine similară este observată atunci când perechea de piston a pompei de combustibil este uzată și se pierde densitatea supapei de admisie a acesteia. În acest din urmă caz, alimentarea ciclică cu combustibil scade și, în consecință, presiunea scade ușor.p i

Datorită alimentării timpurii cu combustibil (Fig. 4,v) întregul proces de ardere se deplasează spre stânga pe direcția de avans, unghiul φ scade Giar presiunea creșteR z . Pe măsură ce procesul devine mai economic,p i . Alimentarea timpurie este confirmată și de curba presiunii combustibilului la injector (Fig. 4, d).

Modificări ale curbei presiunii combustibilului datorită debitului ciclului crescut (fig. 4,e) însoţită de o creştere a valorilorR f T A NS iar durata aprovizionării φ f.

Scăderea ratei de creștere a presiunii combustibilului Δр f/ Δφ în secțiunea de la începutul creșterii sale până la momentul deschiderii acului, precum și scăderea totală a presiunii de injectare (Fig. 4,e) determină o scădere a unghiului de avans al avansului φ npsi presiunea maximaR f max . Motivul constă în creșterea scurgerii de combustibil prin perechea piston, perechea ac-ghid a injectoarelor din cauza uzurii acestora sau în pierderea etanșeității supapelor pompei, fitingurilor țevilor de combustibil. Cocsificare în orificiile duzei sau creșterea excesivă a vâscozității combustibilului (fig. 4,g) duce la o creștere a presiunii de injecție datorită creșterii rezistenței la scurgerea combustibilului din orificii.

220

-15 40 -5 VMT 5 10 15 f, 9 №8

Fig. 4. Presiunea gazelor în cilindru și a combustibilului în conducta de înaltă presiune

Orez. 6.4. Presiunea gazelor în cilindru și a combustibilului în conducta de combustibil la injector220

-15 40 -5 VMT 5 10 15 f, 9 №8