Зачем индицировать дизеля
ИНДИЦИРОВАНИЕ ДИЗЕЛЕЙ
Индицирование дизеля заключается в последовательном снятии индикаторных диаграмм со всех цилиндров с помощью индикатора. По индикаторным диаграммам определяются цилиндровая мощность и давление, а в совокупности с остальными параметрами по ним производится анализ рабочего процесса и работы топливной аппаратуры, уточняется правильность фаз распределения и принимаются решения о регулировке дизеля.
Точность определяемых по индикаторным диаграммам значений мощности, давлений, параметров рабочего процесса и фаз распределения (рис. 4) зависит от снятых индикаторных диаграмм, правильность которых зависит от работы индикаторного привода, индикатора и планиметра [39]. Чем больше будет ошибок в определении всех этих величин, тем более неверна, будет регулировка дизеля, которая влияет на надежность и экономичность его работы.
Например, на теплоходе «Выборг» Балтийского пароходства с главным дизелем K.9Z70/120A5 из-за неправильной регулировки планиметра постоянно занижались значения среднего индикаторного давления по цилиндрам. Это привело к увеличению тепловой и механической напряженности деталей ЦПГ, возгоранию масляных остатков в под поршневых полостях и, в конечном итоге, к повреждению всех головных подшипников, задиру четвертого поршня, образованию трещин во втулке.
Поэтому судовым механикам необходимо со всей серьезностью относиться к своевременной проверке точности работы индикаторного привода, индикатора и планиметра [39].
На дизелях МАН установлены индикаторные приводы рычажного типа (рис. 5). Движение приводу в них передается системой рычагов от крейцкопфа. Сам привод расположен внутри картера дизеля, и
наружу выводится только конец рычага, к которому крепится шнур индикатора. Привод индикатора постоянно находится в работе, что со временем приводит к износам осей рычагов. Это может послужить причиной искажения индикаторных диаграмм. Поэтому привод должен периодически подвергаться проверке. Главным условием правильности работы привода является совпадение его мертвых точек с поршнем цилиндра. Проверку привода можно осуществлять как при неработающем дизеле, так и во время его работы по индикаторным диаграммам. Однако удобнее и точнее всего проверять и регулировать привод на работающем дизеле с помощью диаграмм сжатия, снятых при выключенных топливных насосах.
При правильно установленном приводе, отсутствии износов в сочленениях его рычагов и значительных пропусках газа через поршневые кольца в цилиндре диаграмма сжатия изображается в виде одной линии (рис. 6,а). Если образуется площадка (рис. 6,6), то привод установлен неправильно, и его необходимо отрегулировать.
Съемка диаграмм с не отрегулированным приводом приводит к завышению или занижению площади нормальной индикаторной диаграммы в зависимости от того, как проходит линия расширения по отношению к линии сжатия на диаграмме сжатия, снятой при выключенном топливном насосе. Если линия расширения расположена ниже линии сжатия (рис. 7,а), то это
указывает на отставание привода от кривошипа дизеля; площадка имеет отрицательный знак, и мощность цилиндра будет уменьшаться на эту величину. Обратное расположение линии расширения (рис. 7,6) показывает, что привод опережает кривошип; площадка имеет положительный знак, и мощность цилиндра будет увеличиваться на эту величину.
На диаграмме сжатия, когда образуется площадка, невозможно определить, где линия сжатия и где линия расширения. Для их определения поступают следующим образом. Снимают нормальную индикаторную диаграмму. Затем, закрыв индикаторный клапан и отсоединив шнур индикатора от привода, не изменяя положение индикатора и не снимая бумагу с барабана, на всей длине линии сжатия делают несколько пометок (рис. 8). После этого вновь соединяют шнур индикатора с приводом, открывают индикаторный клапан, выключают подачу топлива топливным насосом высокого давления (ТНВД) на данный цилиндр и снимают диаграмму. Линия сжатия совпадет, а вторая кривая будет линией расширения.
Если погрешность привода значительная и невозможно ее ликвидировать или нет для этого времени, необходимо всегда на нормальную индикаторную диаграмму наносить диаграмму сжатия (см. рис. 8) и при планиметрировании производить ее корректировку, обводя или нет эту площадку. В этом случае отрицательная площадка при планиметрировании обводится, а положительная – не обводится.
С помощью установленного на дизелях МАН индикаторного привода можно производить съемку нормальных диаграмм, диаграмм-гребенок давления сжатия и максимального давления сгорания, смещенные диаграммы, вращая барабан вручную.
Индикаторный привод дизеля МАН более надежен в работе, чем привод у дизелей Зульцер и Бурмейстер и Вайн.
Недостатком дизелей K.Z70/120 является прогорание после 1,5— 2 тыс. часов работы шариков индикаторных клапанов, после чего начинается интенсивный пропуск газов. Дефект устраняется постановкой нового клапанного шарика.
На дизелях K.6Z57/80C, установленных на судах типа «Пионер», «Повенец» и «Михаил Калинин», основным недостатком индикаторного привода является неудобное расположение индикаторных кранов на цилиндре. Краны расположены в горизонтальном положении ниже топливных трубопроводов и электроприводов сигнализации лубрикаторов. При обычной заводской настройке индикатора пишущий механизм находится снизу и его не видно при съемке диаграммы. Это вызывает значительные неудобства при индицировании и снижает точность индикаторных диаграмм.
Необходимо или перенастроить индикатор, или, как предложил старший механик А.В.Трубченко(42), усовершенствовать индикаторный кран и установить его в вертикальном положении (рис. 9). Он же предложил снимать смещенные индикаторные диаграммы, установив кронштейны с роликами для индикаторных шнуров, которые имеют определенную длину (рис. 10).
Точка Рс в этом случае на смещенной индикаторной диаграмме определяется достаточно точно, что исключает выключение ТНВД, которое нарушает уравновешенность работы дизеля. Как правило, очень много искажений индикаторных диаграмм, получается, от неумелого пользования индикатором. В табл. 3
Таблица 3
Предыдущая1234567891011121314Следующая2. Краткие сведения об индицировании двигателей
Во время эксплуатации ДВС производят периодическое измерение мощности с помощью специальных переносных приборов, называемых индикаторами. Индикаторы имеют специальное пишущее устройство, с помощью которого вычерчивается графическое изображение рабочего цикла (индикаторная диаграмма), т.е. замкнутая кривая, отражающая изменение давления газов в цилиндре двигателя в зависимости от изменения объема, описываемого поршнем.
В тех случаях, когда на двигателе нет индикаторного привода или когда отсутствует необходимость в определении индикаторной мощности, а требуется только определить степень загрузки отдельных цилиндров, снимают так называемые гребенки давлений по всем цилиндрам.
3. Приборы индицирования двигателей
Индикатор с цилиндрической пружиной представлен на рисунках 4.1, 4.2. Данный прибор рассчитан на индицирование двигателей с частотой вращения коленвала до 500 об/мин. Этот прибор состоит из корпуса, пишущего устройства и барабана с бумажным бланком. Газы из цилиндра двигателя 10 поступают в цилиндр 9 индикатора и воздействуют на поршенек 8. Под действием давления газов поршенек перемешается вверх и через шток 6 растягивает цилиндрическую пружину 5 до момента достижения равновесного состояния. Через систему шарнирных рычагов пишущего устройства 7 движение поршенька передается на рычаг-карандаш 4, свободный конец которого перемещается строго по вертикали. На барабан 3 надевается бумажный бланк, на котором карандашом вычерчивается индикаторная диаграмма цикла. Барабан совершает возвратно-вращательное движение вокруг своей оси. В одну сторону вращение осуществляется посредством шнура 2, соединенного с индикаторным приводом 1 двигателя, а в другую - спиральной пружиной, находящейся внутри барабана. Соответственно в первом случае поршень рабочего цилиндра двигателя будет перемещаться вверх, а во втором случае вниз.
|
Рисунок 4.1 – Кинематическая схема индикатора с цилиндрической пружиной |
Рисунок 4.2 – Индикатор с цилиндрической пружиной |
Индикаторный привод, который называется также ходоуменьшителем, копирует движение поршня рабочего цилиндра в некотором уменьшенном масштабе. Масштаб передачи зависит от соотношения длины плеч горизонтального шарнирного рычага. Пользуясь обозначением схемы (рис. 4.1) составим пропорцию a/b = l/S, откуда l = S a/b , где: l - длина индикаторной диаграммы (рис. 4.7); S = 2R - ход поршня двигателя; R - радиус кривошипа.
При любых конструкциях ходоуменьшителей всегда a/b < 1.
Это соотношение подбирается в зависимости от величины хода поршня S таким образом, чтобы l не превышала 60-65 мм.
Конструктивные устройства индикатора с цилиндрической пружиной показано на рис.4.2. Корпус 2 индикатора представляет собой массивную отливку, которая служит площадкой для крепления всех частей прибора. Правая нижняя часть корпуса оканчивается свободно сидящей накидной гайкой 19, при помощи которой индикатор плотно соединяется с индикаторным краном цилиндра двигателя. В этой же части основания сделана сквозная расточка, в которую установлена бронзовая втулка 17 и стальной поршенек 18, насаженный на шток 15. Шток своим верхним концом соединяется с последним винтом цилиндрической пружины 13 при помощи гайки 12.
В своем основании цилиндрическая пружина имеет стальную обечайку с внутренней резьбой, которой она наворачивается на верхнюю часть крышки 11 индикатора. Крышка крепится к корпусу гайкой 16, облицованной пластмассовым кольцом с накаткой. Отверстие в крышке служит направляющей для штока 15. На верхней части крышки укреплена система шарнирных рычагов 14, при помощи которых шток соединен с пишущим устройством 21.
С левой стороны площадки на вертикальной оси 6 установлен барабан 9. Пружина 7 одним концом закреплена на оси 6, а другим - на основании барабана. Основание барабана с наружной стороны имеет желобок, на который наматывают в виде спирали два витка шнура 5. Шнур пропускают через ролик 4, поворотную обойму 22 которого крепят к корпусу индикатора гайкой 3. Конструкция обоймы и способ ее крепления к корпусу позволяют ролику занимать любое положение относительно корпуса прибора.
Бумажный индикаторный бланк из специальной мелованной бумаги закрепляют на барабане 9 при помощи двух пластинчатых пружин 8. Для смазки втулки 4 оси барабана предусмотрена тавотница 1.
Пишущее устройство вместе с системой шарнирных рычагов может поворачиваться на некоторый угол при помощи установочной винтовой рукоятки 20, опирающейся на стойку 10. Этой рукояткой регулируется степень нажатия карандаша на индикаторный бланк.
В процессе индицирования двигателя давления газа в рабочем цилиндре передается на поршенек 18 индикатора, который совершает восходящее движение, растягивая пружину 13 и перемещая пишущее устройство 21.
Величина линейного перемещения острия карандаша пишущего устройства индикатора зависит от диаметра поршенька и жесткости пружины. За нормальный поршенек индикатора принимают поршенек диаметром 20,27 мм, который применяют для записи малых давлений, не более 1,6 -1,8 МПа. Имеются также поршеньки диаметром 14,35 и 9,06 мм.
Для индицирования дизелей, у которых максимальное давление цикла доходит до 5,5-6,5 МПа, применяют индикаторы с поршеньками диаметром 9,06 мм.
При каждом индикаторе имеется набор пружин, на обечайках которых выбит так называемый «масштаб пружины».
Если, например, на обечайке выбито: 1 кгс/см2 = 0,8 мм; d=9,06 мм; 60кгс/см2, то это означает, что именно давление газа в рабочем цилиндре двигателя на 1 кгс/см2 будет соответствовать прямолинейное вертикальное перемещение пишущего устройства на 0,8 мм. Кроме того, эти цифры указывают, что диаграмма будет иметь неискаженный вид при максимальном давлении цикла не более 60кгс/см2 и что все вышеуказанные соотношения справедливы при диаметре поршенька индикатора 9,06 мм.
В настоящее время на судах флота рыбной промышленности получили распространение индикаторы типа «Майгак» с цилиндрической пружиной моделей Т-50 (высота диаграммы 50 мм) и Т-30 (высота диаграммы 30 мм).
С помощью таблицы 4,1 можно легко подобрать пружину по ее номеру.
Таблица 4.1. - Подбор пружин к индикаторам Т-50
| Масштаб пружины
| При 20,27 мм | 30 | 25 | 16 | 10 | 7 | 6 | 4 | 3,5 | 3 | 2,5 | 2 | 1,5 |
| Предельное давление кгс/см2 | 0,5 | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 | 12 | 14 | 16 | 20 | 25 | 30 | |
| Масштаб пружины
| При 14,35 мм | - | - | - | - | - | 3 | 2 | 1,75 | 1,5 | 1,25 | 1 | 0,75 |
| Предельное давление кгс/см2 | 16 | 24 | 28 | 32 | 40 | 50 | 60 | ||||||
| Масштаб пружины
| При 9,06 мм | 1,2 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | |||||
| Предельное давление кгс/см2 | 40 | 60 | 70 | 80 | 100 | 125 | 150 |
Номера пружин указаны в верхней строчке таблицы (от 30 до 1,5). Эти номера соответствуют масштабам пружин для основного поршенька 20,27 мм. При использовании пружин с поршеньком 14,35 мм и 9,06 мм масштабы пружин должны соответственно уменьшаться в два или в пять раз.
Так, например, если надо индицировать двигатель с давлением сгорания до 60 кгс/см2, то можно использовать пружину № 4 с поршеньком индикатора диаметром 9,06 мм, масштаб которой будет равен , т. е. в пять раз меньше основного.
Такие таблицы прикреплены на крышках ящиков для комплекта индикатора Т-30 и Т-50.
Для индицирования двигателей с частотой вращения более 500 об/мин применяют индикаторы со стержневыми пружинами. Кинематическая схема такого индикатора приведена на рис.4.3, а конструктивное устройство на рис.4.4 (обозначения одинаковы). Основные узлы индикатора – корпус 2, поршенек 5, пишущее устройство 4,барабан 3 и стержневая пружина 1. Запорный кран 6 служит для сообщения полости индикатора с рабочим цилиндром двигателя.
Индикаторы со стержневыми пружинами моделей МИ-1 и МИ-2 имеют принципиальное отличие от индикаторов Т-30 и Т-50 в конструкции пружины. Цилиндрическая пружина (Т-30 и Т-50) работает на растяжение, а стержневая пружина (МИ-1, МИ-2) – на изгиб, как консольная балка.
Пишущее устройство работает так же, как и у Т-30, Т-50, диаметр поршенька у этих моделей равен 20 мм, наибольшая высота диаграмма 25 мм, максимальная длина диаграммы 75 и 125 мм.
К индикатору прилагается комплект стержневых пружин различной жесткости. Масштабы пружин выбиты на специальных гайках, которыми они крепятся к корпусу прибора.
Рисунок 4.3 – Кинематическая схема индикатора со стержневой пружиной
Рисунок 4.4 – Индикатор со стержневой пружиной
Пиметр применяется для измерения среднего давления по углу поворота коленвала (не по ходу поршня ДВС, как это в поршневом индикаторе). Поэтому оно носит название среднего давления во времени и обозначается через Pt. Работа прибора и взаимодействие всех его элементов видны на рис.4.5. При средних давлениях до 5,2 кгс/см2 применяется одна пружина 3, а при давлениях от 5 до 10 кгс/см2 устанавливают шайбу 2.
Параметр Pt является косвенным показателем цилиндровой мощности. Определив Pt во всех цилиндрах ДВС, можно судить о степени равномерности распределения нагрузки по отдельным цилиндрам, - это преимущество пиметра. Недостаток пиметра состоит в том, что по его показаниям нельзя определить мощность, развиваемую в цилиндрах двигателя.
Максиметр (рис. 4.6) применяется для определения давления сжатия и горения в быстроходных двигателях. Прибор включают в работу не более чем на 30 сек. Невозвратный клапан 7 пропускает газы только в одном направлении, и через некоторое число рабочих циклов в полости прибора устанавливается давление, равное максимальному давлению в цилиндре двигателя. Некоторые модели максиметров не имеют манометров. Давление газов в этом случае определяется изменением нагрузки на пружину, соединенную с поршеньком, перемещение которого вызывает поворот головки, на которой нанесена измерительная шкала, внешне похожая на шкалу микрометрических измерительных приборов.
После каждого использования прибор необходимо разобрать, очистить от смолистых и других продуктов сгорания, а при обнаружении неплотности притереть детали и смазать их маслом.
Рисунок 4.5 – Пиметр П-2 :
1 – полый винт; 2 – шайба; 3 – пружина; 4 – стрелка; 5 – шестеренка; 6 – сплошная ось; 7 – пустотелая ось; 8 – ось; 9 – трубка для прохода газов; 10 – отверстие для прохода масла; 11 – пробка; 12 – накидная гайка; 13 – массивный диск на пустотелой оси; 14 – спиральная пружина; 15 – массивный диск на сплошной оси; 16 – противовес; 17 – тяга; 18 – трубка для отвода отработанного масла; 19 – втулка; 20 поршенек; 21 – цилиндрический корпус; 22 – вильчатый шток; 23 – рычаг; 24 – тяга; 25 – зубчатый сектор.
| Рисунок 4.6 – Максиметр : 1 – накидная гайка; 2 – стальная промежуточная камера; 3 – щелевой фильтр; 4 – сетчатый фильтр; 5 - седло клапана; 6 – дроссельная шайба; 7 – невозвратный клапан; 8 – ограничитель подъема клапана; 9 – корпус; 10 – трехходовой клапан; 11 – манометровый штуцер; 12 – манометр. |
ТНВД
ТНВД что это такое в машине
Опубликовано: 27.08.2018
Бензиновые автомобили отличаются от дизельных обустройством системы подачи топлива. Топливный насос высокого давления (сокращённо — ТНВД) является важным компонентом, необходимым для бесперебойной подачи топлива в двигатель машины.
Что такое ТНВД и в чём его основная функция
Это одно из самых сложных устройств, несущих в себе основную функцию: подачу горючего в камеры внутреннего сгорания под высоким давлением в необходимый момент. Количество топлива, одновременно направляемого в камеру внутреннего сгорания, определяется с помощью автомобильной электроники.
Применяются такие устройства в автотранспортных средствах с дизельными двигателями. Для максимального сгорания топлива в их камерах требуется поддержание определённого уровня высокого давления.
Виды ТНВД
Различают несколько подвидов ТНВД, описанных ниже.
Непосредственного действия
Такая конструкция основана на принципе механического воздействия. Работа основана на взаимодействии плунжера и втулки. Все процессы на таком виде насоса происходят единовременно. В каждую камеру дизельного насоса подаётся оптимальное количество топлива. Необходимый уровень давления создаётся благодаря движению плунжера. Монтируется такое оборудование на многие виды современных дизельных иномарок.
Аккумуляторный ТНВД
Такой насос отличается от предыдущей разновидности насоса тем, что необходимый уровень давления нагнетается при помощи плунжера в самом цилиндре двигателя. Аналогичное действие может оказываться специальными пружинами. Имеются ТНВД, оснащённые гидравлическими аккумуляторами.
Устанавливается такое оборудование на мощные двигатели с малым количеством оборотов. Процессы впрыска и нагнетания в насосах, оборудованных аккумуляторами, раздельны. Такие устройства эффективно распыляют топливо и позволяют выносить большие нагрузки. Они не слишком популярны среди автолюбителей, поскольку слишком сложны в устройстве и ремонте. Современные ТНВД оснащены электронными компонентами управления и электромагнитными клапанами.
Распределительный ТНВД
Эта конструкция оборудована двумя плунжерами, в задачу которых входит обслуживание всех камер сгорания. Такие насосы эффективно распределяют топливо в двигателе. Они имеют намного меньшие размеры и вес, никак не влияющие на качество их работы. Эти конструкции недолговечны в эксплуатации и не выдерживают больших нагрузок. Именно поэтому они устанавливаются в легковые автомобили.
Рядные ТНВД
Такие насосы имеют две плунжерные пары. Их количество равняется числу цилиндров двигателя. Эти детали находятся в корпусе насоса, наряду со специальными каналами для впрыска и отвода горючего. Плунжер приводится в движение с помощью кулачкового вала. В свою очередь, последний, запускается от движения коленчатого вала.Для корректной эксплуатации насоса, плунжеры должны плотно прилегать к кулачковому валу. Это обеспечивается специальными пружинами.
Во время работы кулачкового вала, кулачок прилегает к толкателю, во время его движения по втулке. Во время работы этих составляющих, отверстия для подачи и выпуска горючего закрываются и открываются. В этот момент нагнетается определенный уровень давления. После этого, происходит открытие нагнетательных клапанов и горюче-смазочные материалы подаются в форсунки. В этом и состоит принцип действия ТНВД в дизельном двигателе.
Для настройки корректной подачи солярки плунжер необходимо повернуть во втулке. Для осуществления данной манипуляции насос оборудован специальной шестерёнкой, находящейся в сцеплении с зубчатой рейкой. Такая конструкция имеет прямую связь с педалью акселератора. Верхняя часть плунжера сделана под наклоном. Поворачивая её, можно изменять уровень подачи солярки в двигатель. Рядные насосы являются самыми надёжными.
Смазывается такая конструкция маслом из смазочной системы.
Для чего нужен ТНВД на автомобиле?
Это позволяет использовать не слишком качественное топливо для заправки автомобиля. Установлено такое оборудование на автомобилях, выпускаемых до 2000 года. На сегодняшний день, такими насосами оборудованы грузовые автомобили.
Причины неисправности ТНВД и способы их диагностики
Цена таких запчастей может быть достаточно высокой. Они требовательны к качеству топлива. Если автомобиль заправляется низкокачественным горючим, то его твёрдые микрочастицы оседают на плунжерных парах. Некачественное топливо может привести и к поломке форсунок. Заправка автомобиля соляркой низкого качества может стать причиной дорогостоящего ремонта ТНВД.
Среди часто возникающих неисправностей ТНВД можно выделить следующие:
Сложный запуск двигателя; Повышенный расход топлива; Снижение мощности во время работы двигателя; Нетипичный шум, либо другие странные звуки во время работы двигателя; Повышенная дымность в выхлопных газах.
Для того, чтобы осуществить диагностику и выявить причины появления неисправностей ТНВД, необходимо использовать определённый стенд. Такое оборудование находится только на СТО. Самостоятельно определить причину поломки современных ТНВД практически невозможно, поэтому потребуется консультация специалистов.
ТНВД является важнейшим элементом в топливной системе дизельных автомашин. Лучше не экономить средства, заправляя транспорт низкокачественным горючим. Такая экономия может привести к дополнительным расходам в виде ремонта ТНВД.
Видео: разборка топливного насоса высокого давления
Понравилась статья? Поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях!
Интересные материалы
Система для сообществ IP.Board
Динамическое регулирование дизеля
Динамическое регулирование сводится к проверке и доведению основных эксплуатационных параметров индикаторного процесса до значений, рекомендованных заводом-строителем дизеля.
К основным параметрам относятся:
- среднее индикаторное давление Pi;
- среднее давление по времени Pt;
- давление в конце сжатия Pc;
- максимальное давление сгорания Pz;
- температура отработавших газов по цилиндрам Тг;
Качество регулирования дизеля проверяют путем его индицирования и измерения расхода топлива периодически, но не менее одного раза в месяц:
· после замены ТНВД, форсунки;
· ремонта или замены поршня, втулки, крышки цилиндра;
· при переходе на другой сорт топлива;
· при резком увеличении его движения;
· при повреждении гребного винта;
· при обнаружении неисправности в работе одного или нескольких цилиндров.
Среднее индикаторное давление Pi
Характеризует нагрузку цилиндра и является функцией многих эксплуатационных параметров, однако при прочих равных условиях зависит только от цикловой подачи топлива qц (для повышения Pi, следует увеличить qц).
Среднее давление по времени Pt
Как и Pi, зависит от цикловой подачи топлива.
Топливный насос высокого давления
Вероятность ошибки при оценке равномерности нагрузки по цилиндрам его значению Pt определенному с помощью пиметра, меньше чем при нахождении по индикаторной диаграмме (исключается влияние на точность определения состояния индикатора и его привода и ошибок при обработке индикаторной диаграммы).
По давлению Pt нельзя узнать мощность цилиндра, показания пиметра, прежде всего зависят от максимального давления сгорания Pz.
Регулируют Pi (Pt) в клапаном ТНВД с регулированием начала подачи, изменением длины толкателя (для увеличения Pi длину толкателя требуется уменьшить).
В клапаном ТНВД с регулированием конца подачи, изменением зазора между толкателем и шпинделем регулирующим отсечной клапан (для увеличения Pi зазор следует увеличить).
В золотниковом ТНВД с регулированием конца подачи, изменением положения зубчатой рейки, связанной с поворотной втулкой плунжера насоса.
В клапано-золотниковых насосах с регулированием по концу подачи (дизеля М/Т-48) тонкая подрегулировка цикловой подачи может производиться за счет изменения длины толкателя плунжера (для увеличения Pi длину толкателя следует уменьшить).
Критерием равномерного распределения нагрузки (мощности) по цилиндрам является только цикловая подача топлива. Pi (Pt) и другие параметры являются производными qц.
При установившейся частоте вращения коленвала Pz в незначительной степени можно регулировать изменением qц, но чаще всего его регулируют за счет изменения угла опережения впрыска Фоп, что достигается следующим образом:
- в клапанных ТНВД с регулированием по началу подачи – перестановкой кулачной шайбы на распредвалу (для увеличения Pz шайбу проварачивают по направлению вращения распредвала).
- В золотниковых ТНВД с регулированием по концу подачи – перестановкой кулачной шайбы, изменением длины толкателя насоса или толщины прокладки под его станиной, изменением положения втулки насоса относительно плунжера (для увеличения Pz необходимо кулачную шайбу повернуть по направлению вращения распредвала или увеличить длину толкателя, или увеличить длину толкателя, или уменьшить толщину прокладки под станиной насоса, или опустить втулку насоса относительно плунжера).
Температура выпускных газов
Т.В.Г. по цилиндрам при прочих равных условиях зависит только от величины qц и Фоп, (температура возрастает при увеличении qц и уменьшении Фоп).
У некоторых дизелей с импульсным газотурбинным наддувом вследствие различного расположения выпускных патрубков, отдельные термометры всегда показывают завышенную температуру газов по сравнению с соседними цилиндрами. Поэтому показания этих термометров необходимо сравнить с показаниями стендовых и ходовых испытаний дизеля.
Топливный насос высокого давления
Считается, что ТНВД – топливный насос высокого давления – это самый проблемный механизм не только дизельного, но уже и бензинового двигателя.
Принцип работы механического ТНВД
Напомним, что современные моторы TSI, TFSI и др. оснащаются аналогичным элементом. Действительно, если верить статистике СТО, то большинство клиентов, которые обращаются с необходимостью ремонтировать двигатель, страдают как раз из-за неисправностей ТНВД.
Самые распространенные неисправности ТНВД
1. Чаще других возникает такая проблема, как неравномерность впрыска топлива в цилиндры двигателя. Причиной этому может быть износ плунжерных пар, закупоривание топливных форсунок, либо поломка клапанов, которые нагнетают давление топлива.
Проявляется подобная неполадка в виде резкого падения мощности двигателя, совместно с ростом расхода топлива. За счет того, что цилиндры вырабатывают неравное количество энергии, двигатель неустойчиво работает на малых оборотах, ощущается вибрация.
2. Довольно часто встречается такая проблема, как несвоевременная подача топлива в цилиндры. Сказать однозначно, что может быть причиной этой поломки – невозможно, так как подобная неисправность возникает в результате ненадлежащей работы не одного, а сразу нескольких механизмов топливной системы.
Симптомы неисправности все те же – падение мощности и неравномерная работа на холостых оборотах. Двигатель все время будет глохнуть.
3. В результате использовании некачественного топлива, из строя очень быстро выходят топливные форсунки дизельного двигателя. Форсунки – едва ли не самый уязвимый элемент всей системы ТНВД. Кстати, именно в результате загрязнения форсунок из выхлопной трубы автомобиля начинают вырываться клубни черного дыма. Впрочем, об этом мы уже говорили в статье «Определяем неисправность по цвету дыма из выхлопной трубы».
И снова все те же симптомы преследуют нас – падение мощности двигателя и рост потребления горючего.
4. Иногда неисправность ТНВД может проявляться и путем появления запаха бензина в салоне автомобиля и под капотом.
Как продлить срок работы ТНВД и предотвратить его неисправность?
Отвечая на этот вопрос, попросим вас вспомнить, от чего все наши беды? Конечно же, от некачественного топлива. И если сети АЗС не желают улучшать его, это приходится делать нам – автомобилистам. В топливо заливаются специальные присадки, которые нейтрализуют воду, содержащуюся в солярке, осуществляют очистку топливных форсунок.
Второй вариант – это постоянный контроль систем автомобиля. Форсунки нуждаются в периодической чистке, так как в процессе эксплуатации они зашлаковываются.
Сам по себе дизельный двигатель весьма надежный агрегат. Конечно, многое зависит и от способа эксплуатации автомобиля. Давно доказано, что если за машиной следить, проблем с ней не будет.
Топливный насос высокого давления (сокращенное наименование – ТНВД) является одним из основных конструктивных элементов системы впрыска дизельного двигателя. Насос, выполняет, как правило, две основные функции: нагнетание под давлением определенного количества топлива; регулирование необходимого момента начала впрыскивания. С появлением аккумуляторных систем впрыска функция регулирования момента впрыска возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу топливного насоса высокого давления составляет плунжерная пара, которая объединяет поршень (он же плунжер) и цилиндр (он же втулка) небольшого размера. Плунжерная пара изготавливается из высококачественной стали с высокой точностью. Между плунжером и втулкой обеспечивается минимальный зазор – прецизионное сопряжение.
В зависимости от конструкции различают следующие виды топливных насосов высокого давления: рядный, распределительный и магистральный. В рядном насосе нагнетание топлива в цилиндр производится отдельной плунжерной парой. Распределительный насос имеет один или несколько плунжеров, которые обеспечивают нагнетание и распределение топлива по всем цилиндрам. Магистральные насосы осуществляют только нагнетание топлива в аккумулятор.
Топливный насос высокого давления используется также в системе непосредственного впрыска бензинового двигателя, но его рабочее давление на порядок ниже аналогичной характеристики дизельного насоса.
Ведущими производителями топливных насосов высокого давления являются, в основном, зарубежные фирмы: Bosch, Lucas, Delphi, Denso, Zexel.
Рядный топливный насос высокого давления
Рядный ТНВД имеет плунжерные пары по числу цилиндров. Плунжерные пары установлены в корпусе насоса, в котором выполнены каналы для подвода и отвода топлива. Движение плунжера осуществляется от кулачкового вала, который в свою очередь имеет привод от коленчатого вала двигателя. Плунжеры постоянно прижимаются к кулачкам с помощью пружин.
При вращении кулачкового вала кулачок набегает на толкатель плунжера. Плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно закрываются выпускное и впускное отверстие. Создается давление, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливо по топливопроводу поступает к соответствующей форсунке.
Регулирование количества подаваемого топлива и момента его подачи может осуществляться механическим путем или с помощью электроники. Механическое регулирование количества подаваемого топлива осуществляется поворотом плунжера во втулке. Для поворота на плунжере выполнена шестерня, которая соединена с зубчатой рейкой. Рейка связана с педалью газа. Верхняя кромка плунжера имеет наклонную поверхность, поэтому при повороте отсечка топлива и соответственно его количество будет изменяться.
Изменение момента начала подачи топлива требуется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Механическое регулирование момента подачи топлива производится с помощью центробежной муфты, расположенной на кулачковом валу. Внутри муфты находятся грузики, которые при увеличении оборотов двигателя расходятся под действием центробежных сил и поворачивают кулачковый вал относительно привода. При увеличении оборотов двигателя обеспечивается ранний впрыск топлива, при уменьшении – поздний.
Конструкция рядных ТНВД обеспечивает высокую надежность. Насосы смазываются моторным маслом системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества. Рядные топливные насосы высокого давления применяются на двигателях с раздельными камерами сгорания и непосредственным впрыском средних и тяжелых грузовых автомобилей. На легковых дизелях данный вид насоса применялся до 2000 года.
Распределительный топливный насос высокого давления
Распределительные топливные насосы высокого давления, в отличие от рядного ТНВД, имеют один или два плунжера, обслуживающих все цилиндры двигателя. Распределительные насосы обладают меньшей массой и габаритными размерами, а также обеспечивают большую равномерность подачи. С другой стороны их отличает сравнительно низкая долговечность сопряженных деталей. Все это определяет область применения данных насосов, в основном, на двигателях легковых автомобилей.
Конструкции распределительных топливных насосов высокого давления могут иметь различный привод плунжера:
- торцевой кулачковый привод (насосы Bosch VE);
- внутренний кулачковый привод (роторные насосы Bosch VR, Lucas DPC, Lucas DPS);
- внешний кулачковый привод (отечественные насосы НД-21, НД-22).
Предпочтительными в плане эксплуатации являются первые два типа привода плунжеров, т.к. в них отсутствуют силовые нагрузки от давления топлива на узлы приводного вала и, соответственно, выше долговечность.
Основным элементом распределительного ТНВД с торцевым кулачковым приводом плунжера (Bosch VE) является плунжер-распределитель, который совершает возвратно-поступательное и вращательное движение, обеспечивая нагнетание и распределение топлива по цилиндрам.
Возвратно-поступательное движение плунжера происходит при вращении кулачковой шайбы, которая обегает неподвижное кольцо по роликам. Шайба нажимает на плунжер, за счет чего создается давление топлива. В исходное положение плунжер возвращается с помощью пружины.
Вращение плунжера производится от приводного вала. При этом происходит распределение топлива по цилиндрам.
Регулирование величины подачи топлива осуществляется автоматически с помощью механического или электронного устройств. Механический регулятор включает центробежную муфту с грузами, которая через систему рычагов воздействует на дозатор, изменяющий величину топливоподачи. Электронный регулятор представляет собой электромагнитный клапан.
Регулирование величины опережения впрыска топлива в распределительном насосе производится путем поворота неподвижного кольца на определенный угол.
Рабочий процесс распределительного насоса включает впуск топлива в надплунжерное пространство, нагнетание и распределение в соответствующие цилиндры.
В распределительном насосе роторного типа нагнетание и распределение топлива по цилиндрам осуществляются разными устройствами плунжером и распределительной головкой. Нагнетание топлива производится с помощью двух противолежащих плунжеров, расположенных на распределительном валу. Плунжеры через ролики обегают профиль кулачковой обоймы и совершают возвратно-поступательное движение.
При движении плунжеров навстречу друг другу происходит рост давления топлива, после чего топливо по каналам распределительной головки и нагнетательным клапанам доставляется к форсункам соответствующих цилиндров.
Топливо к плунжеру (плунжерам) подается под небольшим давлением, которое создает топливоподкачивающий насос. В распределительных насосах топливоподкачивающий насос установлен на приводном валу в корпусе насоса. Конструктивно это может быть роторно-лопастной насос, шестеренный насос с внешним или внутренним зацеплением.
Смазка распределительного насоса высокого давления производится дизельным топливом, которое заполняет корпус насоса.
Магистральный топливный насос высокого давления
Магистральный топливный насос высокого давления используется в аккумуляторной системе впрыска топлива Common Rail, где он выполняет функцию нагнетания топлива в топливную рампу. Магистральные ТНВД обеспечивают более высокое давление топлива (в современных системах впрыска порядка 180 МПА и более).
Что такое ТНВД?
Конструктивно магистральный насос может иметь один, два или три плунжера. Привод плунжеров осуществляется с помощью кулачкового вала или кулачковой шайбы.
При вращении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружины плунжер движется вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под действием разряжения открывается впускной клапан, и топливо поступает в камеру.
Движение плунжера вверх сопровождается ростом давления в камере, впускной клапан закрывается. При определенном давлении открывается выпускной клапан и топливо подается в рампу.
Управление подачей топлива производится в зависимости от потребности двигателя с помощью клапана дозирования топлива. В нормальном положении клапан открыт. По сигналу электронного блока управления клапан закрывается на определенную величину, тем самым регулируется количество поступающего в компрессионную камеру топлива.
- LADA XRAY РАСХОД ТОПЛИВА
Как оказалось, заявленные цифры по использованию топлива хэтчбеком Lada Xray мало отличаются от реальности, что…
- ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ
Датчики – технические устройства, преобразующие снимаемую информацию (давление) в электрический сигнал. Это конструкционно обособленная часть…
- НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ ВПРЫСК ТОПЛИВА
Для более эффективной подачи топлива была разработана усовершенствованная система непосредственного впрыска, применяемая на большинстве современных…
Индицирование двигателя
Под индицированием понимается снятие с последующей обработкой индикаторных диаграмм, представляющих собой графическую зависимость развиваемого в рабочем цилиндре давления в функции хода поршня S или пропорционального ему объема цилиндра Vs (см. рис. 1 и 2).
Индикаторы «Майгак»
Диаграммы снимаются с каждого рабочего цилиндра с помощью специального прибора — индикатора поршневого типа «Майгак». Наличие диаграммы позволяет определить важные для анализа рабочего процесса параметры Рi, Рс и Рмакс. Диаграмма на рис. 1 типична для двигателей, при эксплуатации которых главная задача состояла в снижении уровня механической напряженности и содержания в выхлопе окислов азота. Для этого, как уже ранее отмечалось, осуществляется более поздний впрыск топлива и сгорание происходит с меньшим ростом давления и температур в камере сгорания.
Рис. 1 Индикаторная диаграмма двигателя МАН-БВ KL-MCЕсли же главная цель состоит в повышении экономичности двигателя, то сгорание организуется с более ранней подачей топлива и, соответственно, большим ростом давлений. При наличии электронной системы управления подачей топлива такая перестройка легко осуществляется.
На диаграмме рис. 2 четко видны два горба — сжатие и затем сгорание. Такой характер достигнут за счет еще более поздней подачи топлива. На рисунках приведены два вида диаграмм — свернутая, по которой определяется среднее индикаторное давление, и развернутая, позволяющая визуально оценить характер развития процессов. Подобные диаграммы можно получить при использовании поршневого индикатора «Майгак», для которого необходимо наличие индикаторного привода, позволяющего
Рис. 2 Индикаторная диаграмма двигателя МАН-БВ SMCсинхронизировать вращение барабана индикатора с движением поршня индицируемого цилиндра. Подключение привода позволяет получить свернутую диаграмму, планиметрированием площади которой определяется среднее индикаторное давление, представляющее собой некоторое среднее условное давление, действующее на поршень и совершающее в течение одного хода работу, равную работе газов за цикл.
Pi = Fинд.д/ L m, где Fинд.д — площадь диаграммы, пропорциональная работе газов за цикл, L — длина диаграммы, пропорциональная величине рабочего объема цилиндра, m — масштабный множитель, зависящий от жесткости пружины поршня индикатора.
По Pi подсчитывается индикаторная мощность цилиндра Ni = C Pi n, где η — число оборотов 1/мин и С — постоянная цилиндра. Эффективная мощность Ne = Ni ηмех кВт, ηмех -механический кпд двигателя, который можно найти в документации по двигателю.
Перед тем, как приступить к индицированию, проверьте состояние индикаторного крана и привода. Возможные ошибки в их состоянии проиллюстрированы на рис. 3.
Гребенка (рис. 2) снимается при ручном управлении шнуром, отсоединенным от индикаторного привода. Наличие гребенки позволяет оценить стабильность циклов и более точно замерить Рмакс. Если пики одинаковы, то это свидетельствует о стабильной работе топливной аппаратуры.
Важно отметить, что поршневые индикаторы обладают малой частотой собственных колебаний. Последняя должна,как минимум, в 30 раз превышать число оборотов двигателя. В противном случае индикаторные диаграммы будут сниматься с искажениями. Поэтому применение
Рис. 3 Ошибки в настройке привода индикаторапоршневых индикаторов ограничивается 300 об/мин. Индикаторы со стержневой пружиной обладают большей частотой собственных колебаний и их применение допускается в двигателях с частотой вращения до 500-700 об/мин. Однако, в таких двигателях индикаторный привод отсутствует и приходится ограничиваться снятием гребенок или развернутых диаграмм, по которым среднее индикаторное давление не определить.
Второе ограничение касается величины максимального давления в цилиндрах. В современных двигателях с высоким уровнем форсировки оно достигает 15-18 МПа. При используемом в индикаторе «Майгак» поршне для дизелей диаметром 9,06 мм максимально жесткая пружина ограничивает Рмакс = 15 МПа. При такой пружине точность измерения весьма низкая, так как масштаб пружины составляет 0,3 мм на 0,1 МПа.
Существенно также, что работа по индицированию довольно утомительна и трудоемка, а точность результатов невысока. Малая точность обусловливается ошибками, возникающими из-за несовершенства индикаторного привода и неточности обработки индикаторных диаграмм при их ручном планиметрировании. Для сведения — неточность индикаторного привода, выражающаяся в смещении ВМТ привода от ее истинного положения на 1°, приводит к ошибке примерно в 10%.
Рекомендуется к прочтению:Контроль и регулирование рабочих процессов, измерительные приборыЭлектронные индикаторы
Снятие, анализ и обработка индикаторных диаграмм дизельных двигателей
содержание .. 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 ..
4.5.3. Снятие, анализ и обработка индикаторных диаграмм дизельных двигателей Индикаторные диаграммы, снятые с соблюдением необходимых условий, позволяют определить индикаторную мощность и распределение ее по цилиндрам двигателя, исследовать газораспределение, работу форсунок, топливных насосов, а также определить максимальное давление цикла pz, давление сжатия рс и др. Снятие индикаторных диаграмм производят после прогрева двигателя при установившемся тепловом режиме. После снятия каждой диаграммы индикатор должен быть отключен от цилиндра 3-ходовым краном индикатора и индикаторным клапаном на двигателе. Барабаны индикатора останавливают отключением шнура от привода. Периодически после снятия нескольких диаграмм поршень индикатора и его шток надо слегка смазывать. Не следует производить индицирование двигателя при волнении моря свыше 5 баллов. При снятии индикаторных диаграмм привод индикатора должен быть исправным, индикаторные краны полностью открыты. Диаграммы рекомендуется снимать одновременно со всех цилиндров; если последнее невозможно, то последовательное снятие их надо производить в возможно более короткий срок при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Перед индицированием необходимо проверить исправность индикатора и его привода. Поршень и втулка индикатора должны иметь полное прилегание; смазанный поршень при снятой пружине из верхнего положения должен опускаться в цилиндре медленно и равномерно под действием собственного веса. Поршень и втулку индикатора смазывают только цилиндровым или моторным маслом, но не приборным, которое входит в комплект индикатора и предназначено для смазывания сочленений пишущего механизма и верхней части штока поршня. Пружину и гайку (колпачок), зажимающую пружину, надо завернуть полностью. Высота подъема пишущего штифта индикатора должна быть пропорциональна давлению газов в индицируемом цилиндре, а угол поворота барабана — пропорционален ходу поршня. Зазоры в шарнирных соединениях передаточного механизма должны быть небольшими, что проверяется легким покачиванием рычага при неподвижном поршне, а также должен отсутствовать мертвый ход. При сообщении индикатора с рабочей полостью цилиндра при неподвижном барабане пишущий штифт индикатора должен чертить вертикальную прямую линию. Индикатор связан с приводом либо специальным индикаторным шнуром, либо специальной стальной лентой размером 8 х 0,05 мм. Шнур для привода — льняной, плетеный; перед установкой новый шнур вытягивают в течение суток, подвешивая к нему груз массой 2 ... 3 кг. При неудовлетворительном состоянии шнура получаются значительные искажения индикаторной диаграммы. Стальную ленту применяют для двигателей с числом оборотов 500 об/мин и выше, а также если число оборотов меньше 500 об/мин, но соединение индикатора и привода имеет вид ломаной линии длиной 2 ... 3 м. Пригодность шнура с точки зрения его вытяжки проверяют снятием диаграммы сжатия при выключенной подаче топлива. Если линия сжатия совпадает с линией расширения, то шнур пригоден к работе. Длину индикаторного шнура необходимо отрегулировать так, чтобы в крайних положениях барабан не доходил до упора. При коротком шнуре происходит его обрыв, при длинном — диаграмма имеет укороченный вид („обрезанный”), так как в конце хода поршня барабан будет неподвижен. Во время индицирования шнур должен быть постоянно в натянутом положении. При проведении атмосферной линии необходимо следить за тем, чтобы она располагалась на расстоянии 12 мм от нижней кромки бумаги для индикаторов модели 50 и 9 мм — модели 30. В этом случае пишущий механизм будет работать в наиболее оптимальном диапазоне измерений и вести правильную запись линии всасывания под линией атмосферного давления. Длина диаграммы должна быть не более 90% наибольшего хода барабана. Индикаторный шнур должен лежать в плоскости качания рычага индикаторного привода. В среднем положении рьиага шнур должен быть перпендикулярен его оси. Индикатор следует установить так, чтобы шнур не задевал трубопроводы, машинные решетки и другие детали. Если же он задевает, и это не устраняется изменением положения индикатора, то устанавливают переходный ролик. При этом необходимо сохранить перпендикулярность шнура от ролика к оси рьиага индикатора привода при среднем положении последнего. Нажим карандаша (пишущего штифта) должен быть отрегулирован так, чтобы он не рвал бумагу, а оставлял тонкий ясно видимый след. Медный штифт должен быть всегда хорошо заточен. Сильный нажим карандаша вызывает увеличение площади диаграмм. Бумага должна плотно прилегать к индикаторному барабану. Перед установкой индикатора во избежание засорения каналов и поршня необходимо тщательно продуть индикаторный клапан двигателя. Перед снятием диаграммы продувку повторить через 3-ходовой кран индикатора. Перед индицированием двигателя индикатор должен быть хорошо прогрет. Невыполнение этого требования приводит к искажению индикаторных диаграмм. При установке и снятии индикатора нельзя пользоваться ударным инструментом при зажатии и отдаче накидной гайки. Для этого служит специальный ключ, входящий в комплект индикатора. Индикаторы и индикаторные пружины не реже 1 раза в два года должны проверяться органами надзора и иметь свидетельство о годности. Состояние индикаторного привода проверяют на работающем двигателе снятием диаграмм сжатия при выключенной подаче топлива (см. табл. 4.14). При правильно отрегулированном индикаторном приводе линии сжатия и расширения должны совпадать. При обнаружении дефектов в механизме газораспределения в период анализа индикаторных диаграмм необходимо принять меры по их устранению. После исправления дефектов произвести повторное индицирование и обработку (анализ) индикаторных диаграмм. Для исследования процессов всасывания, выпуска, продувки, горения снимают специальные диаграммы. 1. Смещенные диаграммы для анализа процесса сгорания, работы топливного насоса, форсунок, а также определения pz и рс. Снимаю7 тем же индикатором, что и обычные, но в этом случае индикатор соединяют с приводом соседнего цилиндра, мотыль которого расположен под углом 90 или 120° по отношению к мотылю индицируемого цилиндра. 2. Развернутые диаграммы для определения р,- двигателей, не имеющих индикаторных приводов. На развернутой диаграмме должны быть нанесены атмосферная линия и крайние положения поршня. Снимают индикатором с независимым приводом барабана (например, с часовым механизмом). 3. Диаграммы-гребенки для определения pz и рс двигателей, не имеющих индикаторного привода. Снимают обычным индикатором. Значения Pz и pc определяют с помощью специальной масштабной линейки к соответствующей пружине или обычной линейки. В последнем случае полученная высота гребенки в миллиметрах делится на масштаб пружины. Анализ диаграмм-гребенок необходимо производить совместно с развернутыми диаграммами. Это обусловлено тем, что в индикаторном канале при определенной его длине в момент вспышки топлива могут возникнуть резонансные колебания газов, которые на развернутой диаграмме будут представлены в виде волнообразной линии. 4. Диаграммы сжатия для проверки индикаторного привода, плотности поршневых колец и определения рс. Снимают обычным индикатором при выключенной подаче топлива в цилиндр. 5. Диаграммы для анализа процессов всасывания, выпуска и продувки. Снимают обычным индикатором со спиральной пружиной пониженной жесткости и увеличенным диаметром поршенька. 6. Обычные индикаторные диаграммы для анализа изменения рабочего процесса двигателей, работающих с переменной нагрузкой. Снимают серией на непрерывной ленте, следуют одна за другой через установленный интервал. Снятые индикаторные диаграммы перед обработкой анализируются, так как из-за недостатков регулировки двигателя или в связи с неисправностью индикатора, его привода или нарушением правил индицирования индикаторные диаграммы могут иметь различные искажения. Характерные и наиболее часто встречающиеся искажения нормальных диаграмм, их возможные причины и способы устранения приведены в табл. 4.15. Причины искажения диаграмм в большинстве случаев можно определить по их внешнему виду.
Индикаторные диаграммы обрабатывают в такой последовательности: настраивают планиметр и планиметрируют все диаграммы; определяют их площади; замеряют длины всех диаграмм и значения ординат Рс и Pz; подсчитывают р,- для каждого цилиндра. Планиметр настраивают по площади круга, очерченного планкой, прилагаемой к планиметру. В случае отсутствия специальной планки показания планиметра проверяют по квадрату на миллиметровой бумаге. Планиметрирование производят на гладкой доске, покрытой листом бумаги. При установке планиметра его рычаги по отношению к диаграмме располагают под углом 90°. При обводе диаграммы угол между рычагами планиметра должен составлять 60... 120°.
Длину индикаторной диаграммы измеряют по атмосферной линии. Ход привода следует выбирать таким, чтобы длина диаграммы равнялась 70 и 90... 120 мм для индикаторов моделей 30 и 50 соответственно.
При отсутствии планиметра среднее индикаторное давление р,- находится с достаточной точностью методом трапеции. Для этого диаграмму разбивают вертикальными линиями на 10 равных частей. Каждый участок делят пополам и посередине измеряют его высоту. При оформлении результатов индицирования на бланке снятой диаграммы дизеля необходимо указывать название судна, дату индицирования, марку дизеля, номер цилиндра, масштаб пружины, длину и площадь диаграммы, полученные параметры pz, рс, р,-, N{, п. Обработанные индикаторные диаграммы каждого двигателя вклеивают в „Журнал индицирования” с соответствующим анализом результатов индицирования. В пояснительном тексте должны быть указаны выявленные недостатки регулировки двигателя и принятые меры по их устранению. По окончании рейса ,.Журнал индицирования” и комплект обработанных диаграмм надо представлять в МСС флота вместе с рейсовым машинным отчетом. При обработке диаграмм, снятых с высокооборотных дизелей, необходимо делать поправку на погрешность пишущего механизма индикатора, которая в отдельных случаях может достигать 0,02... 0,04 МПа (прибавляется к основному значению).
Динамическая регулировка судовой дизельной установки
Министерство транспорта РФ
МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени адмирала Г. И. Невельского
Кафедра СДВС
Лабораторная работа 3
По дисциплине “Судовые двигатели внутреннего сгорания”
ДИНАМИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА СУДОВОЙ ДИЗЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Руководитель работы преподаватель
Кучеров В. Н.
Выполнил курсант 0351 гр.
Ишуков П. С.
Владивосток 2008
Цель работы:Научиться анализировать организацию рабочего процесса и распределения нагрузки по цилиндрам судового дизеля.
Задача регулирования судовой дизельной установки- обеспечить получение от двигателя заданной мощности при равномерном распределении нагрузки по цилиндрам, высокой экономичности и надёжности в работе. Динамическая регулировка выполняется по энергетическим параметрам рабочего процесса, полученным при номинальных или близких к ним значениях мощности и частоты вращения. Необходимость такой регулировки обусловлена применением разных сортов топлива, отсутствием идентичности в воздухоснабжении отдельных цилиндров, различием гидравлических характеристик отдельных элементов топливоподачи, разным техническим состоянием Ц.П.Г. Проверку регулировки дизеля производят: периодически, но не реже 1 раза в месяц; при обнаружении ненормальностей в работе цилиндров; после регулировки или замены Т.Н.В.Д., форсунки.
Динамическая регулировка сводится к проверке и доведению энергоэкономических параметров рабочего процесса до значений, указанных в инструкции по эксплуатации дизеля. К регулируемым параметрам относятся: среднее давление по времени Pt; индикаторное давление Pi; давление конца сжатия Pc; максимальное давление сгорания Pz; температура выхлопных газов по цилиндрам tвг; а также средняя температура газов перед турбиной tт.
1.Среднее индикаторное давление характеризует нагрузку цилиндра и является функцией многих эксплуатационных параметров. Пи прочих равных Рi зависит только от цикловой подачи топлива( для увеличения Рi увеличивают подачу топлива).
Среднее индикаторное давление находят по индикаторным диаграммам. Снятие индикаторных диаграмм для рабочего процесса и определения давления в цилиндре(Рi, Рz, Pc) называется индицированием двигателя. Для индицирования двигателя применяют различные индикаторные( механические, электрические, пневмоэлектрические).В судовой практике наиболее распространение получил механический индикатор с винтовой пружиной(типа «МАЙГАК»).
В эксплуатации судовых дизелей, как правило, снимают следующие виды индикаторных диаграмм: нормальные, сжатия, газообмена, диаграммы-гребёнки и развёрнутые. Следует заметить, что индицирование судового дизеля должно производится при следующих условиях: судно должно следовать прямым курсом без перекладки руля; режим работы двигателя должен быть установившимся, частота вращения и нагрузка должны быть постоянными(для главных двигателей колебание частоты вращения не должно превышать 2,5% среднего значения при отключенном всережимном регуляторе).
Нормальные индикаторные диаграммы(а),(с главных судовых дизелей) служат для определения индикаторного давления и затем мощности Ni.
Диаграммы сжатия. (б), используются для проверки индикаторного привода. При правильно отрегулированном индикаторном приводе линия сжатия и линия привода совпадают. По ним определяется давление Рс и можно также оценить герметичность поршневых колец по величине площадки между линиями сжатия и расширения.
Диаграммы гребёнки.(в), позволяют определить давление в конце сжатия и максимальное давление сгорания на двигателях, не имеющих индикаторных приводов.
Развёрнутые диаграммы. Служат для анализа процесса сгорания, а также для определения Рi.
Среднее индикаторное давление определяют при использовании нормальной индикаторной диаграммы по формуле:
Площадь индикаторной диаграммы (Fi) измеряют планиметром. Длину диаграммы(L) замеряют между касательными к крайним точкам контура диаграммы, которые проводятся перпендикулярно атмосферной линии. Наиболее точно величина Рi определяется по развёрнутой индикаторной диаграмме, полученной с помощью специального измерительного комплекса. В данном комплексе для индицирования двигателя применяют пьезоэлектрические, ёмкостные, тензометрические и пневмоэлектрические датчики. Рабочий процесс записывается на осциллографе.
2.Среднее давление по времени. Как и Рi, от цикловой подачи топлива. Для измерения Рt служат пиметры, разделяющиеся по конструкции на механические и пневматические.
3.Давление в конце сжатия Рс зависит от состояния поршневых колец и степени сжатия двигателя. Величину Рс определяют по максиметру, либо по индикаторной диаграмме при выключенной подаче топлива в цилиндр.
Регулировка Рс производится изменением толщины прокладки под цилиндровой крышкой или под корпусами крейцкопфных подшипников, или «компрессионной» прокладкой под пяткой шатуна.
4.Максимальное давление сгорания обусловлено давлением Рс, цикловой подачей топлива и углом опережения подачи топлива(Рz возрастает при увеличении Рс, gц, .).
Для определения Рz используют механические индикаторы и манометрические приборы - максиметры.
Таблица замеров
| Ц № | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Ср. давление | 4 | 4,1 | 4,1 | 4,1 |
| Pmax | 39 | 39 | 40 | 40 |
| tог | 120 | 130 | 125 | 135 |
Равномерность нагрузки (Pi) ±2,5 % от ср.
Pz ΔPz=±3,5 % от ср.
Pc ΔPc=±2,5 % от ср.
Pt=±3,0 % от ср.
Нагрузка P тормоза равна 360 кг
n=280 об/мин.
По диаграмме гребенки определяем Pz
