Лабораторная работа № 6.

Определение положения мертвых точек КШМ, направления вращения вала и построение круговой диаграммы газораспределения

6.1. Цель работы

Научиться использовать знания конструкции и устройства двигателя для решения практических задач.

6.2. Общие положения

В отечественной практике принято считать, что дизель имеет правое вращение в том случае, если его коленчатый вал вращается по часовой стрелке, и левое вращение, если вал вращается против часовой стрелки. Направление вращения определяют со стороны потребителя мощности (то есть оттуда, где подключен генератор или гребной вал). Если при этом выхлопной коллектор дизеля находится справа, то модель дизеля считается правой, если слева—левой.

Порядком работы цилиндров дизеля называется последовательность чередования вспышек в его цилиндрах. Порядок работы задается при проектировании дизеля таким образом, чтобы, по возможности, избежать вспышек в соседних цилиндрах. Этим достигается разгрузка коленчатого вала от чрезмерных механических напряжений.

Нереверсивный дизель имеет один порядок работы, реверсивный — два: на передний и задний хода. Дизель реверсируется изменением порядка чередования фаз газо- и воздухораспределения, а также топливоподачи. При этом меняется последовательность вспышек в цилиндрах и направление вращения коленчатого вала дизеля.

Нумерация цилиндров ДВС отечественного производства с рядным расположением цилиндров, согласно ГОСТ 23550 - 79, начинается с того конца, с которого потребляется мощность.

Располагая порядком работы цилиндров дизеля, можно построить схему заклинки (то есть расположения в пространстве) кривошипов его коленчатого вала. Угол заклинки кривошипов р — угол между кривошипами цилиндров, соседних по порядку работы. Его величина (град.), зависит от тактности и числа цилиндров дизеля и определяется по выражению:

• для двухтактного дизеля = 360/i;

• для четырехтактного дизеля = 720/i ,

где i — число цилиндров.

Для того чтобы коленчатый вал вращался равномерно, кривошипы заклиниваются равномерно.

Методику построения схемы заклинки кривошипов коленчатого вала рассмотрим на примере двухтактного шестицилиндрового дизеля с порядком работы на передний ход 1—5—3—6—4—2, рис. 6.1. Направление вращения — правое. Величина угла заклинки кривошипов равна = 360/6 = 60°.

Рис. 6.1. Схема коленчатого вала

Как следует из рассмотренной схемы, порядок работы данного дизеля на задний ход составит 1—4—2—6—3—5. Подобные схемы используются для расчета действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля усилий.

Положение мертвых точек на маховике является исходной базой для статической регулировки двигателя. Если метка мертвой точки установлена против неподвижного указателя на блоке цилиндров дизеля, то поршень в соответствующем цилиндре находится в крайнем верхнем положении. Однако метки могут отсутствовать, или не всегда есть полная уверенность в правильности их нанесения.

Простейшим приспособлением для определения положения верхних (ВМТ) и нижних (НМТ) мертвых точек является шток 2 с направляющей втулкой 1, имеющей указатель (рис. 6.2).

Рис. 6.2. К проверке положения мертвых точек КШМ

Фазами газораспределения называются углы открытия и закрытия клапанов (или окон в двухтактных дизелях).

У вертикального четырехтактного дизеля всасывающие клапаны открываются с опережением (до прихода поршня в верхнюю мертвую точку), а закрываются с запаздыванием (после прохождения поршнем нижней мертвой точки). Это позволяет увеличить массу воздушного заряда в цилиндре и улучшает его очистку от отработавших газов.

Углы опережения и запаздывания, рекомендованные заводом-изготовителем, приведены в формуляре дизеля.

Отклонение от этих значений в процессе эксплуатации допускается в пределах ±3 °п. к. в. (°п.к.в. — градус поворота коленчатого вала) для высоко- и ±5 ° п.к.в. для средне- и малооборотных дизелей.

Паспортные значения характерных углов диаграммы газораспределения для дизеля 6ЧН18/22 равны:

• угол опережения открытия впускного клапана: — 20 °п.к.в.;

• угол запаздывания закрытия впускного клапана: + 40 °п.к.в.;

• угол опережения открытия выпускного клапана: — 40 °п.к.в.;

• угол запаздывания закрытия выпускного клапана: + 20 °п.к.в.

Знак «—» означает, что клапан открывается до мертвой точки, то есть с опережением, а знак «+» — что клапан закрывается после прохождения мертвой точки, то есть с запаздыванием.

Круговая диаграмма газораспределения четырехтактного дизеля показана на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Круговая диаграмма газораспределения

6.3. Порядок выполнения работы

Работа выполняется в три этапа.

На первом этапе определяется направление вращения коленчатого вала; на втором –; положения ВМТ кривошипно-шатунного механизма (КШМ) на третьем – величины характерных фаз диаграммы газораспределения на двигателях 1 и 4Ч10,5/13, 6Ч12/14, 6ЧН18/22.

1. Определение направления вращения kb.

1. По расположению присоединительных патрубков выхлопного коллектора и воздушного фильтра определить расположение впускных и выпускных клапанов в крышке цилиндра.

2. Плавно провернуть KB дизеля в произвольном направлении, следя за движением коромысел клапанов. Если выпускной клапан открывается через 250-300° поворота коленчатого вала (п. к. в.) после закрытия впускного, то направление вращения выбрано правильно. В противном случае выпускной клапан будет открываться сразу же после закрытия впускного.

2. Определение порядка работы цилиндров дизеля.

Для установления порядка работы цилиндров поступают следующим образом.

1. Определяют номера цилиндров.

2. Вращая KB в правильном направлении, следят за очередностью подъема толкателей топливных насосов высокого давления, начиная с первого цилиндра. Определенная таким образом последовательность подъема толкателей и есть искомый порядок работы дизеля. По данным испытания заполняют табл. 6.1.

Таблиц 6.1

Модель	Направление вращения	Порядок работы

3. Используя пример, приведенный на рис. 5.1, строят схему заклинки кривошипов КВ.

3. Построение круговой диаграммы газораспределения

Построение круговой диаграммы газораспределения производится в следующем порядке. Моменты открытия и закрытия клапанов определяются по закусыванию и отпусканию в тепловом зазоре клапана щупа толщиной 0,03 мм.

1. Протереть ветошью элементы клапанного привода, ввести щуп в тепловой зазор впускного клапана.

2. Плавно проворачивая коленчатый вал в сторону вращения, зафиксировать момент закусывания щупа, нанести меловую отметку на маховик против указателя. Угол, отсчитанный от метки до ВМТ, представляет собой угол опережения открытия впускного клапана

3. Продолжая проворачивание, контролировать момент отпускания щупа. Поставить метку, определить угол от НМТ до метки. Угол представляет собой угол запаздывания закрытия впускного клапана

4. Аналогичные операции выполнить для выпускного клапана и определить углы его опережения открытия и запаздывания закрытия и

• .

Для повышения точности определение производят 2-3 раза, затем находят среднюю величину, которые сравнивают с паспортными данными

Таким образом, работа на многоцилиндровом двигателе выполняется в следующей последовательности:

• определить исполнение (модель) дизеля, направление вращения коленчатого вала (KB) и порядок чередования вспышек в цилиндрах;

• по найденному порядку работы составить схему заклинки кривошипов KB;

• проверить правильность нанесения отметок мертвых точек на маховике;

• построить круговую диаграмму газораспределения.

Результаты занести в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Номер цилиндра	Впускной клапан		Выпускной клапанан