Principiul de funcționare și diagrama indicatoare a unui motor diesel în doi timpi. Note de curs „Indicația motorului

Este recomandabil să se studieze funcționarea unui motor cu piston real după o diagramă în care modificarea presiunii în cilindru este dată în funcție de poziția pistonului pentru întregul

ciclu. O astfel de diagramă, luată cu ajutorul unui dispozitiv indicator special, se numește diagramă indicator. Zona figurii închise a diagramei indicator ilustrează, la o anumită scară, funcționarea indicatorului a gazului într-un ciclu.

În fig. 7.6.1 prezintă o diagramă indicatoare a unui motor care funcționează cu ardere rapidă la un volum constant. Ca combustibil pentru aceste motoare se folosesc benzina usoara, gaz de iluminat sau generator, alcooli etc.

În timpul cursei pistonului de la poziția moartă din stânga la extrema dreaptă prin supapa de aspirație, este aspirat un amestec combustibil, format din vapori și particule mici de combustibil și aer. Acest proces este descris într-o diagramă de curbă 0-1 numită linia de aspirație. Evident, linia 0-1 nu este un proces termodinamic, deoarece parametrii principali din ea nu se modifică, ci se schimbă doar masa și volumul amestecului din cilindru. Odată cu mișcarea inversă a pistonului, supapa de aspirație se închide, amestecul combustibil este comprimat. Procesul de compresie din diagramă este reprezentat de o curbă 1-2, care se numește linia de compresie. La punctul 2, când pistonul nu a ajuns încă în poziția mort stângă, aprinde amestecul combustibil dintr-o scânteie electrică. Arderea amestecului combustibil are loc aproape instantaneu, adică practic la un volum constant. Acest proces este prezentat în diagramă prin curba 2-3. Ca urmare a arderii combustibilului, temperatura gazului crește brusc, iar presiunea crește (punctul 3). Apoi produsele de ardere se extind. Pistonul se deplasează în poziția moartă corectă și gazele fac o muncă utilă. Pe diagrama indicatorului, procesul de expansiune este reprezentat pe o curbă 3-4, numită linie de expansiune. La punctul 4, supapa de evacuare se deschide și presiunea din cilindru scade la aproape presiunea exterioară. Odată cu mișcarea ulterioară a pistonului de la dreapta la stânga, produsele de ardere sunt îndepărtate din cilindru prin supapa de evacuare la o presiune care depășește ușor presiunea atmosferică. Acest proces este descris în diagrama curbei 4-0 și se numește linia de evacuare.

Putere efectivă N e se referă la puterea primită la arborele cotit al motorului. Este mai mică decât puterea indicată N i prin cantitatea de putere cheltuită la frecarea motorului (frecarea pistoanelor cu pereții cilindrilor, fuserilor arborelui cotit față de rulmenți etc.) și a mecanismelor auxiliare de acționare (mecanism de distribuție a gazului, ventilator, apă, ulei). și pompe de combustibil, generator etc.).

Pentru a determina valoarea puterii efective a motorului, puteți utiliza formula de mai sus pentru puterea indicată, înlocuind presiunea medie indicată pi din ea cu presiunea efectivă medie pe (pe este mai mică decât pi cu cantitatea de pierderi mecanice din motor). )

Putere indicator N i se numește puterea dezvoltată de gazele din interiorul cilindrului motorului. Unitățile de măsură pentru putere sunt cai putere (CP) sau kilowați (kW); 1 l. Cu. = 0,7355 kW.

Pentru a determina puterea indicată a motorului, este necesar să se cunoască presiunea medie indicată pi, adică o astfel de presiune constantă condiționată, care, acționând asupra pistonului în timpul unei singure curse de ardere-expansiune, ar putea efectua un lucru egal cu munca gazelor în cilindrul pentru întregul ciclu.

Echilibru termic reprezintă distribuția căldurii, care apare în motor în timpul arderii combustibilului, în căldură utilă pentru funcționarea deplină a mașinii și căldură, care poate fi calificată drept pierderi de căldură. Există următoarele pierderi principale de căldură:

• cauzate de depășirea frecării;
• care rezultă din radiația de căldură de la suprafețele exterioare încălzite ale motorului;
• pierderi la acţionarea unor mecanisme auxiliare.

Nivelul normal al echilibrului termic al motorului poate diferi în funcție de modul de funcționare. Determinat de rezultatele testelor în condiții termice la starea de echilibru. Echilibrul termic ajută la determinarea gradului în care designul motorului se potrivește cu eficiența funcționării acestuia și, în viitor, să ia măsuri pentru reglarea anumitor procese pentru a obține performanțe mai bune.

Pe lângă diagrama ciclului termodinamic, este posibil să se descrie în coordonate p-V și ciclul real al unui motor cu ardere internă. Diagrama rezultată se numește diagramă indicator.

Diagrama unui motor diesel în patru timpi. În primul rând, luați în considerare ciclul de funcționare al unui motor diesel neîncărcat în patru timpi.

Prima măsură este umplerea. Când pistonul diesel se deplasează de la stânga la dreapta, supapa de admisie 3 (Fig. 19) se deschide și aerul din atmosferă intră în cilindru. La motoarele cu aspirație naturală, procesul de umplere a cilindrilor are loc datorită vidului

Orez. 19. Diagrama ciclului de funcționare al unui motor diesel în patru timpi și o diagramă a dispozitivului acestuia:

1 - piston; 2 - cilindru; 3 - supapă de admisie; 4 - duză; 5 - supapa de evacuare din ea, iar presiunea aerului din cilindru ajunge la 0,085-0,09 MPa, prin urmare linia de umplere a cilindrului este situată sub nivelul atmosferic (0,1 MPa). În realitate, linia de umplere nu este dreaptă, deoarece este influențată de neuniformitatea vitezei pistonului, fazele de deschidere și închidere ale supapelor, proiectarea conductei de admisie și alți factori. Pentru o încărcare mai completă a cilindrului cu aer, se iau măsuri de reducere a rezistenței la trecerea aerului în cilindru. Calitatea încărcării cilindrului este evaluată prin raportul de umplere c „, care este de obicei 0,8-0,88. Aceasta înseamnă că cilindrul unui motor diesel este umplut cu aer doar 80-88% față de cantitatea de aer care s-ar încadra în volumul de lucru al cilindrului în condiții normale de mediu. Factorul de umplere depinde în principal de temperatură și presiunea aerului la punctul a (vezi Fig. 19). Cu cât presiunea este mai mare și cu cât temperatura aerului este mai scăzută la punctul a, cu atât factorul de umplere este mai mare (Fig. 20).

A doua măsură este compresia. Pistonul se deplasează de la dreapta la stânga, supapa de admisie se închide, aerul din cilindru este comprimat. În același timp, temperatura sa în punctul c crește la 500-750 ° C, iar presiunea poate crește la 5-7 MPa. Procesul de compresie este prezentat în diagramă prin linia ac (vezi Fig. 19). Când pistonul nu a atins încă punctul mort superior (PMS) la 18-30 ° din unghiul de rotație al arborelui cotit, combustibilul lichid este injectat în cilindru prin injectorul 4, care se aprinde în punctul c și începe să ardă. Alimentarea cu combustibil se oprește după ce pistonul a trecut deja de TDM. 10-15 ° și din nou începe să se miște de la stânga la dreapta. Combustibilul care intră în cilindru este amestecat cu aer și începe să ardă. În diagramă, procesul de ardere este reprezentat printr-o linie întreruptă cr "r.

Al treilea ciclu este expansiunea gazului. La începutul celei de-a treia curse a pistonului are loc arderea combustibilului, care teoretic se termină în punctul d. Presiunea în punctul r crește la 8-13 MPa, iar temperatura ajunge la 1750-2100 K. După punctul r, gazele se extind, care continuă până când supapa de evacuare se deschide. Acesta din urmă se deschide în punctul e „cu 40-55 ° până la poziția inferioară a pistonului, când presiunea în cilindru ajunge la 0,5-0,8 MPa, iar temperatura este de 1000-1100 K. și, în consecință, o mai bună curățare a cilindrului. din cheltuit

Orez. 20. Modificarea raportului de umplere al cilindrilor d), în funcție de presiunea și temperatura aerului din cilindru la începutul compresiei

Orez. 21. Diagrama indicatoare a unui motor diesel cu turbină cu gaz în patru timpi:

rya - presiunea în timpul umplerii; pr este presiunea din cilindru în perioada de eliberare; рк - presiunea aerului în galeria de încărcare; V, volumul camerei de compresie: volumul descris de piston, V * - volumul total al cilindrului de gaz. Cursa de expansiune este o cursă de lucru utilă, deoarece în această perioadă gazele cu presiune mare acționează asupra pistonului diesel în direcția de mișcare a acestuia și efectuează o muncă utilă, dându-l unității de sarcină.

A patra cursă este eliberarea de gaze. Pistonul se mișcă de la dreapta la stânga, tu

Orez. 22. Diagrama ciclului de funcționare al unui motor diesel în doi timpi și o diagramă a dispozitivului acestuia:

A - fereastră de explozie; B - fereastra de iesire. 1 - cilindru; ) - piston; , 3 - injector, supapa de pornire 5 este deschisă și gazele sunt împinse în afara cilindrului. Procesul de eliberare a gazului în diagramă este prezentat de linia e "er. Îndepărtarea gazului are loc la o presiune de 0,11-0,12 MPa, prin urmare linia de evacuare a gazelor este situată deasupra liniei atmosferice. Temperatura gazului din spatele supapei de evacuare este de 700 -900 K-

Pentru o purjare și încărcare mai perfectă a cilindrului cu aer, supapele de admisie și evacuare sunt deschise simultan pentru 50-100 ° de rotație a manivelei arborelui cotit. Această așa-numită „suprapunere” a supapelor asigură o bună curățare a cilindrilor de produsele de ardere a combustibilului și o umplere mai completă a volumului de lucru cu aer, precum și răcirea coroanei pistonului și a supapelor de evacuare cu un curent de aer rece. Calitatea curățării cilindrului de gazele de eșapament este evaluată prin coeficientul de gaze reziduale y, care este raportul dintre cantitatea de gaze rămase în cilindru din ciclul anterior și cantitatea de încărcătură de aer proaspăt care a intrat în cilindru. De obicei y - = 0,024-0,1.

Caracteristici ale ciclului de lucru al unui motor diesel în patru timpi cu supraalimentare cu turbină cu gaz. La motoarele diesel supraalimentate, procesul de încărcare a cilindrilor este diferit față de motoarele cu aspirație naturală. Turbocompresorul aspiră aer din atmosferă la o presiune p0 (Fig. 21) și îl comprimă la o presiune pk. Înainte de a intra în cilindru, aerul comprimat din turbocompresor trece prin răcitor, galeria de admisie și supapele de evacuare; pe drumul de la turbocompresor la cilindru, presiunea acestuia scade de la pk la p „. Prin urmare, linia de presiune de intrare este situată sub linia pk și deasupra liniei atmosferice (Po).

După umplerea cilindrului cu aer, pistonul, deplasându-se din punctul a spre stânga, comprimă aerul. Procesul de compresie este reprezentat de curba ac. La sfârșitul compresiei, combustibilul este injectat în cilindru, care se aprinde în punctul c. Procesul de ardere este reprezentat de liniile cz „și z” g. Expansiunea gazelor are loc de-a lungul curbei r. În punctul e, supapele de evacuare se deschid, iar gazele de eșapament sunt împinse în turbina cu gaz (la o presiune de Hg) și apoi eliberate în atmosferă. Astfel, conducta de evacuare a gazului din cilindru este situată deasupra atmosferei și sub linia de umplere. La motoarele în patru timpi, energia gazelor de eșapament este suficientă pentru ca compresorul să comprima aerul la o presiune pk, care este mai mare decât pg. Ca urmare a impulsului, aria diagramei indicatorului și, în consecință, puterea motorului diesel crește semnificativ.

Trebuie remarcat faptul că, în realitate, procesul de ardere are loc nu de-a lungul unor linii drepte cu r „și r” r, ci de-a lungul unei linii întrerupte (vezi Fig. 21).

Diagrama unui motor diesel în doi timpi. Compresia aerului în cilindru atunci când pistonul se deplasează de la dreapta la stânga începe în punctul a și continuă până la punctul c (Fig. 22). Peste un unghi de rotație de 16-25 ° a arborelui cotit până la poziția extremă din stânga a pistonului prin duza 3, combustibil lichid (sub formă fin atomizată) este furnizat cilindrului la presiune înaltă, care, în contact cu aerul comprimat încălzit la o temperatură ridicată, se aprinde. Gazele rezultate, încercând să se extindă, mută pistonul spre dreapta. Un piston în mișcare printr-o bielă rotește arborele cotit. Înainte de a ajunge în poziția extremă dreaptă, pistonul 2 cu marginea sa deschide fereastra de evacuare B, permițând gazelor de eșapament să iasă prin toba de eșapament spre exterior. Deplasându-se mai spre dreapta, pistonul deschide fereastra de suflare L, prin care aerul proaspăt, care are o presiune crescută, intră în cilindru. Aerul deplasează gazele de eșapament și umple cilindrul. Când pistonul își schimbă direcția și începe să se miște de la dreapta la stânga, mai întâi va închide orificiul de purjare A, iar apoi orificiul de evacuare B, după care aerul rămas în cilindru va începe să se comprima. Astfel, un proces complet de lucru (ciclu) într-un motor diesel în doi timpi necesită două coduri de piston (cursă), în timp ce arborele cotit face o rotație.

La motoarele diesel în doi timpi, aerul de purjare este furnizat cilindrilor de un compresor antrenat de arborele diesel sau de un turbocompresor. Puterea și eficiența depind de calitatea suflarii cilindrului. motor diesel. Pentru a asigura o bună purjare cu aer a cilindrilor și a reduce stresul termic al pieselor diesel în contact cu gazele fierbinți, se furnizează cilindri mult mai mult aer decât este necesar pentru arderea combustibilului; în timpul suflarii, o parte din aer iese prin orificiile de evacuare. Având în vedere acest lucru, alimentarea suflantei de aer de purjare trebuie să fie cu 30-40% mai mare decât este necesar pentru a asigura arderea completă a combustibilului. Atunci când proiectează motoare în doi timpi, proiectanții se străduiesc să se asigure că, cu cea mai mică pierdere de aer comprimat, se obține cea mai bună suflare și încărcare posibilă a cilindrilor. La motoarele diesel în doi timpi, de obicei, energia gazelor de eșapament nu este suficientă pentru a comprima aerul de încărcare la presiunea necesară, deoarece această presiune trebuie să fie mai mare decât presiunea din conducta de evacuare pentru curățarea de înaltă calitate a cilindrilor și energia gazelor de evacuare (toate celelalte lucruri fiind egale) este mai mică decât la motoarele în patru timpi, datorită diluării gazelor cu aer de purjare rece. Prin urmare, la motoarele diesel în doi timpi se folosește supraalimentarea combinată, în care o parte din energia necesară comprimarii aerului de alimentare este preluată din arborele cotit al motorului (vezi mai sus).

Circuite de purjare pentru motoarele diesel în doi timpi. Cea mai simplă, dar în același timp cea mai imperfectă schemă este așa-numita suflare cu fantă încrucișată, în care 15-20% din gazele de eșapament pot rămâne în cilindru (Fig. 23, a). O astfel de purjare este utilizată la motoarele diesel de putere redusă, pentru care simplitatea designului, mai degrabă decât economia, este de o importanță decisivă. Circuitul de purjare prezentat în fig. 23.6 este mai perfect. Datorită supapei de reținere 3, acest design asigură o anumită presurizare a cilindrului. Această schemă de purjare este utilizată pe motoarele marine cu viteză mică.

Suflarea cu fantă prin supapă cu flux direct este mai perfectă (Fig. 23, c). Aerul comprimat din compresor intră în cilindru prin geamurile inferioare, iar gazele de evacuare sunt îndepărtate prin supapele de evacuare 3 situate în chiulasa. Cu o astfel de purjare, pe motorul diesel este instalat un arbore cu came. Suflarea cu fantă de supapă este utilizată la motoarele diesel 11D45 și 14D40.

Cea mai perfectă este suflarea cu fantă cu flux direct (Fig. 23, d), care poate fi efectuată în motoarele cu pistoane în contra-mișcare. Aerul comprimat din compresor intră prin orificiile superioare (purjare), iar gazele de evacuare sunt îndepărtate din cilindru prin orificiile inferioare (de evacuare). Pentru a putea încărca complet cilindrul, pistonul inferior care se suprapune orificiilor de evacuare este ușor înainte (cu 10-12 ° din unghiul arborelui cotit) pistonul superior suprapunând orificiile de admisie.

Cu această metodă de purjare, aproape niciun gaz de eșapament nu rămâne în cilindru. Suflarea cu fantă cu flux direct este utilizată la motoarele de locomotivă diesel 2D100 și 1 OD 100.

Într-un motor în patru timpi, procesele de lucru sunt după cum urmează:

• 1. Cursa de admisie. Când pistonul se deplasează de la TDC la BDC datorită vidului rezultat din filtrul de aer, aerul atmosferic intră în cavitatea cilindrului prin supapa de admisie deschisă. Presiunea aerului din cilindru este de 0,08 - 0,095 MPa, iar temperatura este de 40 - 60 C.
• 2. Ciclul de compresie. Pistonul se deplasează de la BDC la PMS; supapele de intrare și de evacuare sunt închise, drept urmare pistonul care se mișcă în sus comprimă aerul de intrare. Pentru a aprinde combustibilul, temperatura aerului comprimat trebuie să fie mai mare decât temperatura de autoaprindere a combustibilului. În timpul cursei pistonului până la PMS, motorina furnizată de pompa de combustibil este injectată prin injector.
• 3. Cursa de expansiune sau cursa de lucru. Combustibilul injectat la sfârșitul cursei de compresie, amestecându-se cu aerul încălzit, se aprinde și începe procesul de ardere, caracterizat printr-o creștere rapidă a temperaturii și presiunii. În acest caz, presiunea maximă a gazului ajunge la 6-9 MPa, iar temperatura este de 1800-2000 C. Sub acțiunea presiunii gazului, pistonul 2 se deplasează de la TDC la BDC - are loc o cursă de lucru. În jurul BDC, presiunea scade la 0,3-0,5 MPa, iar temperatura scade la 700-900 C.
• 4. Ciclul de eliberare. Pistonul se deplasează de la BDC la PMS și prin supapa de evacuare deschisă 6 gazele de eșapament sunt împinse din cilindru. Presiunea gazului scade la 0,11-0,12 MPa, iar temperatura scade la 500-700 C. După terminarea cursei de evacuare, cu rotirea în continuare a arborelui cotit, ciclul de funcționare se repetă în aceeași succesiune.

O diagramă indicator luată cu un dispozitiv indicator se numește diagramă indicator (Fig. 1).

Orez. unu

Luați în considerare diagrama:

• 0-1 - umplerea cilindrului cu aer (cu formare de amestec intern) sau cu un amestec de lucru (cu formare de amestec extern) la o presiune puțin sub presiunea atmosferică datorită rezistenței hidrodinamice a supapelor de admisie și a conductei de aspirație,
• 1-2 - comprimarea aerului sau a amestecului de lucru,
• 2-3 "-3 - perioada de ardere a amestecului de lucru,
• 3-4 - cursa de lucru a pistonului (expansiunea produselor de ardere), se efectuează lucrări mecanice,
• 4-5 - evacuarea gazelor de eșapament, scăderea presiunii în atmosferă are loc la un volum aproape constant,
• 5-0 - eliberarea cilindrului de produsele de ardere.

În motoarele termice reale, conversia căldurii în lucru este asociată cu procese complexe ireversibile (există frecare, reacții chimice în fluidul de lucru, viteze finale ale pistonului, schimb de căldură etc.) Analiza termodinamică a unui astfel de ciclu este imposibilă VM Gelman , MV Moskvin. Tractoare și mașini agricole. - M .: Agropromizdat, 1987, partea I și P ..

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 scriere a indicatorului trebuie să fie proporțională cu presiunea gazului din cilindrul indicat, iar unghiul de rotație a tamburului trebuie să fie proporțional cu cursa pistonului. Golurile din articulațiile pivot ale mecanismului de transmisie ar trebui să fie mici, ceea ce poate fi verificat prin balansarea ușor 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 X 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