книги из ГПНТБ / Соловьев Б.И. Теплотехнические испытания и эксплуатация судовых дизелей

половине длины индикаторной

д и а г р а м м ы ,

длину

шатуна L . Р а ­

диусом,

равным длине

шатуна

с центрами

на продолжении

диа­

метра

(точки

0\,

Оь

Оз). проводят дуги через точки

на

полу­

окружности

А,

Б,

В до пересечения с

диаметром .

П о л у ч а ю т

точ­

ки А',

Б',

В'.

В

этих

точках,

которые

соответствуют

положению

поршня

в

момент

открытия н

з а к р ы т и я

органов

газораспределе ­

ния, восстанавливают

перпендикуляры

до

пересечения

с контуром

Рис. 71. Определение положения ха­

рактерных точек иа диаграмме вы­

пуск-продувка

двигателя «Зульцер»

6RD76:

/ в J — открытие и закрытие

выхлопных

поворотных заслонок; 3 и 4 — открытие

и

закрытие

высоких

продувочных

окон:

5 н

6

— открытие

и закрытие

низких

продувоч­

ных

окон;

L — длина

шатуна

'

д и а г р а м м ы выпуска-продувки.

Полученные

на

д и а г р а м м е

точки

/, 2, 3, 4, 5, 6 будут соответствовать моментам

газораспределения

данного

ц и л и н д р а

и определят

ее х а р а к т е р н ы е

точки.

3.

Этот метод учитывает конечную длину шатуна,

т. е. поправ-

ку

Б р и к с а

сц-

(R

— радиус

шатуна,

равный

половине

хода порш­

ня Я / 2 , L — длина

ш а т у н а ) .

Построение выполняется следующим образом .

П о д

д и а г р а м ­

мой

выпуска - продувки

(рис. 72)

на

атмосферной

линии

или

на

линии, проведенной н и ж е атмосферной и

п а р а л л е л ь н о ей,

с цент­

ром, расположенным на половине длины индикаторной

д и а г р а м ­

мы,

проводят

полуокружность .

Из

центра

Ох

в

сторону

н. м.

т.

о т к л а д ы в а ю т

в м а с ш т а б е

д и а г р а м м ы

(длины

д и а г р а м м ы )

по­

правку

Брикса, получают центр 02.

С

помощью

транспортира

из

центра

0 2

о т к л а д ы в а ю т

от

н.

м. т. углы

газораспределения

д л я

данного цилиндра, определенные опытным путем или взятые

из

технической

документации,

до

пересечения

с

полуокружностью .

На

полуокружности получают

точки

Л,

Б,

В.

И з

этих

точек

вос­

с т а н а в л и в а ю т перпендикуляры к атмосферной

линии

и

п р о д о л ж а ­

ют их до пересечения с контуром индикаторной

д и а г р а м м ы . Полу ­

ченные

точки

на

д и а г р а м м е выпуска - продувки

/,

2,

3,

4

опреде­

помощью

осциллографировання .

На

рис.

73 представлены

диаг­

р а м м ы

выпуска-продувки, снятые слабой

пружиной

одного

мас­

ш т а б а

индикатором

«Май га к» типа

«50»

и индикатором

с незави­

симым

приводом

на

одном р е ж и м е при

/ г = 1 1 0

об)мин

и

/V; =

= 9220

и.

л. с.

с

двигателя

«Бурмейстер

и

Вайн»

типа

Рис. 72. Определение положения ха­

Рис. 73. Диаграммы

выпуска-про­

рактерных точек на диаграмме вы­

дувки двигателя

«Бурмейстер и

пуск-продувка

двигателя

«Бурмей­

Вайн»

874VTBF160

(теплоход

стер

и Вайн» 562VT2BF140:

«Тикси»),

снятые

индикатором

1 и В| — момент н угол начала

открытия

«Майгак»

типа

«50»

и индикато­

выхлопного

клапана; 2,

3,

щ—

моменты н

угол

открытия

н закрытия

продувочных

рам с независимым часовым при­

окон;

4 и

о.)—момент

и

угол

закрытия

водом одной и той же пружиной с

выпускного

клапана;

О,,

0S

— поправка

первого

и второго

цилиндров

Брнкса

симым

приводом

имеется

отметчик

нанесения

мертвых

точек, то

на такой д и а г р а м м е легко

определить д а в л е н и я .процессов выпу­

ска-продувки

в л ю б о й момент поворота

коленчатого

вала .

§

17. И с к а ж е н и я

индикаторных д и а г р а м м

И с к а ж е н и я

индикаторных

д и а г р а м м

могут

появиться

вследст­

вие: неисправности индикатора, индикаторного привода,

индика­

торного

к л а п а н а

и трубки

и

других

приспособлений

д л я

иадици -

типа шнура, плохого качества работы и регулирования

топливной

аппаратуры,

и

вследствие процессов, происходящих в

цилиндре.

Рассмотрим

наиболее

часто встречающиеся

и с к а ж е н и я

нор­

мальных д и а г р а м м , их

в о з м о ж н ы е причины

и

способы

устране­

ния (табл. 24). Причины

и с к а ж е н и я д и а г р а м м

в

большинстве

слу­

чаев м о ж н о

определить по их внешнему виду.

Т а б л и ц а

24

Причины

искажения индикаторных

диаграмм и способы их устранения

Вид искажения

диаграммы

Возможные

причины

Способы

у с т р а н е н и я

и с к а ж е н и я

искажении

Линия

расширения

Повышенное

трение в

Вскрыть,

промыть,

проте­

имеет

волнистый

(рис.

поршневой

паре

индика­

реть

и смазать

поршневую

74,

а)

или

ступенчатый

тора,

перекос

штока,

по­

пару, сменить масло на ме­

(рис. 74,

б)

вид

падание

из

индикаторной

нее

вязкое,

хорошо

продуть

трубы

и

клапана

кокса,

индикаторную

трубу и кла­

грязи,

металлической

пан,

прогреть

индикатор

стружки,

недостаточный

Поставить

более

жесткую

прогрев индикатора, ко­ пружину или заменить ин­

лебания пишущего меха­ дикатор с типа «50» на тип

низма

при

многооборот­

«30»

ном

двигателе, пропуски

Если

данные

мероприя­

поршневых

колец

двига­

тия

не устраняют

искаже­

теля

ния, то причина их в пере­

косе

поршневого

штока.

В

этом

случае

необходимо

за­

менить всю поршневую па-

РУ

При

невозможности

за­

мены

новой

поршневой

па­

рой

при

обработке диаграм­

мы

необходимо

провести

ее

корректировку

путем

про­

ведения

.средней

линии

между

вершинами

волн,

по которой следует плани-

метрировать

диаграмму

Установить

новые

порш­

невые

компрессионные

коль­

Площадь

и высота диа­

Слабая

индикаторная

ца

на

двигатель

Поставить

более

жесткую

граммы

небольшие

(рис

пружина,

пишущий

ме­

пружину,

хомутик

пишу­

(рис.

74,

е)

ханизм

закреплен

с

по­

щего

механизма

опустить

мощью

хомутика

на

ниже

установленного

штоке

поршенька

выше

своего

нормального

по­

Площадь

и

высота

ди­

ложения

Очень

жесткая

инди­

Выбрать

пружину,

чтобы

аграммы

небольшие

(рис. каторная

пружина

максимальное

давление

ее,

74,

г)

на

которое

она

рассчита­

на,

было

больше

макси­

мального

давления

газов

в

цилиндре

приблизительно

на

Рвется

шнур, при

пло­

Короткий

индикатор­

5

кгс/см2

Установить

правильную

хо

вытянутом

шнуре он

ный

шнур

длину

индикаторного

шну­

не

рвется, а вытягивает­

ра

ся,

диаграмма

обрезает­

ся

в

конце

процесса

расширения

по

верти­

кальной

линии

(рис.

74,

д)

барабан

стучит

об

ограничитель

Продолжение

табл.

24

В и д

и с к а ж е н и я

диаграммы

В о з м о ж н ы е

причины

Способы

у с т р а н е н и я

и с к а ж е н и я

и с к а ж е н и й

Диаграмма

обрезается

Длинный

индикатор­

Установить

правильную

по

вертикальной

линии,

ный

шнур

длину

индикаторного

шну­

в конце, процесса

сжатия

ра

(•рис.

74,

е)

слышится

стук

барабана

об

огра­

ничитель

Чертится

двойной

кон­

Индикаторный

шнур

Необходимо

использовать

тур

индикаторной

диа­

вытягивается,

съемка

предварительно

вытянутый

граммы

(рис. 74,

ж)

диаграммы

начата

• хо­ шнур,

при

длинном

вере:

лодным

индикатором,

вочном шнуре более 1,5 м

смещение

бумаги из-за

применять

стальные

ленты

плохого

крепления

к

или

тросики

барабану,

ослабление

Хорошо

прогреть

инди­

крепления

хомутика

пи­

катор

перед

съемкой

диа­

шущего

механизма

на

граммы. Отрегулировать

за­

штоке

индикатора

жим

лапок

бумагодержа­

теля

на

барабане.

Закре­

пить хомутик

пишущего

ме­

ханизма

на

штоке

индика­

•Диаграмма

значитель­

тора

Неполностью

открыт

Полностью

открыть

инди­

но

искажена,

нет

ее

индикаторный

клапан,

каторный

клапан;

если

это

ярко

выраженного

вида.

сечение

индикаторных

не

устраняет

дефект

диа­

Высота

диаграммы

зна­

труб

недостаточно

или

граммы,

необходимо

заме­

чительно уменьшена, ли­ велика их длина

нить

индикаторные

трубы

нии

сжатия

и

расшире­

на

трубы

большего

сечения

ния

сильно

закруглены

(рис.

74,

з)

Вычерчивается

пло­

Гайка,

крепящая

пру­

Проверить

крепление

ин­

щадка

возле - атмосфер­

жину

на

штоке

индика­

дикаторной

пружины

гай-

ной

линии

у

четырех­

тора,

не

довернута

до

коп,

завернуть

гайку

до

тактных

двигателей

(рис.

конца;

искажение

диа­

конца

74,

и),

у

двухтактных

грамм

происходит

на ве­

двигателей

атмосферная

личину

зазора

между

линия

вычерчивается

ни­

гайкой

и

пружиной

же

своего

.положения

(рис. 74,

к)

,

Атмосферная

линия

Пропуски индикаторно­

Притереть

индикаторный

имеет петлю (рис. 74, л) го клапана

клапан

или

проходит

через

площадь

диаграммы

(рис.

74,

м)

Диаграмма

имеет

Неправильно

установ­

Проверить

п

отрегулиро­

очень

заостренный

верх

лен

индикаторный

при­

вать

индикаторный

привод

(.рис.

74,

н)

или,

наобо­

вод.

В

первом

случае

способами,

указанными

з

рот,

слишком

утолщена

индикаторный

привод

§ 14

в

верхней

части

(рис.

опережает

мотыль

дви­

74,

о),

высота

диаграм­

гателя,

во

втором

слу­

мы

нормальная

чае — отстает

Диаграмма

имеет

ост­

Большие

пропуски

га­

Заменить

компрессион­

рый

верх,

высота

диа­

за

из-за

износа

комп­

ные

кольца,

почистить

и

граммы

уменьшена

(рис.

рессионных

колец

порш­

притереть

выхлопные кла­

74,

п)

ня

двигателя,

потеря

паны

и установить

правиль­

герметичности

выхлоп­

ный

зазор

ных

клапанов

Продолжение

табл. 24

Вид искажения диаграммы

В о з м о ж н ы е причины

Способы у с т р а н е н и я

и с к а ж е н и я

искажений

Слишком

высокая и

Большое

опережение

Установить

нормальное

заостренная

диаграмма,

подачи

топлива

опережение

подачи

топлива

значение

рz

увеличено

против нормального (,рис.

74, р)

Догорание

топлива на

Установить

нормальное

.Утолщение

диаграммы

в конце

расширения, вы­

линии

расширения, слиш­

опережение

подачи

топли­

пуска и

продувки, диа­

ком поздняя

подача топ­

ва,

прочистить

продувочные

грамма

имеет занижен­

лива,

загрязнен

газоот-

и

выхлопные окна

ную высоту

(рис. 74, с)

водяшдш тракт,

вслед­

ствие

чего

происходит

торможение

выпуска

П о с ле всех

исправлений

правильный

вид нормальной

индика­

торной

д и а г р а м м ы

будет таким, к а к на рис. 74, т.

§

18. Обработка

индикаторных диаграмм

Определение по диаграмме

мощности

и давлений.

Индикатор ­

н а я

мощность

двигателя

определяется

с

помощью

индикаторных

д и а г р а м м или

косвенным

путем дл я

двигателей,

которые

не

имеют

индикаторного

привода.

И н д и к а т о р н а я

мощность

одного цилиндра

определяется

по

формуле

где

k

— постоянная

цилиндра

(коэффициент,

зависящий

от

раз ­

pt

мера

ц и л и н д р а ) ;

кгс/см2\

— среднее индикаторное давление,

п

— частота в р а щ е н и я коленчатого

вала,

об/мин.

П о с т о я н н а я

цилиндра

дл я двигателя

простого

действия и дл я

18000

'

где D, dm

— диаметр поршня и штока,

см;

s

— х о д поршня,

м;

z

— коэффициент,

определяющий

так'тность

двигателя

(для

двухтактных двигателей

'Простого

действия

. 2 = 1 ,

дл я четырехтактного 2 = 0 , 5 ) .

М о щ н о с ть всего двигателя равна сумме

мощностей

его ци­

линдров:

Среднее индикаторное давление н а х о д я т

по нормальным

инди­

каторным д и а г р а м м а м с помощью

планиметра или по

разверну ­

тым индикаторным д и а г р а м м а м с

помощью

графического,

графо ­

будем

р а с с м а т р и в а т ь .

П о

н о р м а л ь н ы м индикаторным

д и а г р а м м а м

среднее,

индика­

торное

давление pt определяется

отдельно дл я

к а ж д о г о

цилинд­

ствия отдельно дл я верхней

и нижней полости по формуле

р~

-^-г кгс/см2

где

f — п л о щ а д ь индикаторной

д и а г р а м м ы ,

мм2;

I — длина индикаторной д и а г р а м м ы , мм;

т

— м а с ш т а б индикаторной

п р у ж и н ы ,

мм/кгс-см-2.

П о

окончании проведения опытов производят обработку

инди­

каторных д и а г р а м м .

С

помощью

планиметрирования

определяют

pt,

снимают значения pz

и рс •

Ка к правило, после съемки

нор­

мальной д и а г р а м м ы

на эту ж е

индикаторную бумагу

снимают от

руки

смещенную

д и а г р а м м у

и

диаграмму - гребенку pz

(см.

форме, соответствующей

табл . 25.

Т а б л и ц а

25

Форма записи для обработки диаграмм

Опыт №...

Комплект

№...

Ч а с т о т а

в р а щ е н и я . . .

Номер

цилиндра

/

Pi

A=kn

N b T p i A

Pz

Pc

t

в г.

ml

1

12

3

•Обычно редко применяется м а с ш т а б пружин

1:1, поэтому зна­

чения

р г

и р с снимаются

с индикаторной, д и а г р а м м ы

к а к орди­

наты

от

соответствующих

точек до атмосферной

линии

м а с ш т а б ­

случае значения ординат рг

и рс

в миллиметрах

заносятся в

соот­

ветствующие

г р а ф ы т а б л .

25

слегка

к а р а н д а ш о м . П о с л е

их

деле ­

ния на

м а с ш т а б

п р у ж и н ы

истинное значение

pz

и рс

пишется

чер­

нилами

или

отчетливо

к а р а н д а ш о м .

Все

операции

по

обработке

д и а г р а м м рекомендуется

производить

в

следующей

последова­

тельности:

лланиметрируются все д и а г р а м м ы , площади которых записы ­

ваются

в соответствующих

г р а ф а х т а б л . 25;

во всех д и а г р а м м а х

з а м е р я ю т с я

их

длины,

значения

ординат

рг и рс

и заносятся

в табл . 25;

кп,

определяется значение

произведения

которое

постоянно

для к а ж д о г о

комплекта

или

опыта, если

частота в р а щ е н и я не

из­

менилась;

Pi

подсчнтываетоя

на

логарифмической

линейке

д л я

к а ж д о г о

цилиндра и з а п и с ы в а е т с я

в

соответствующей

г р а ф е

т а б л .

25.

З н а ­

чение

pi у м н о ж а ю т

на

A=kn,

получают

мощность цилиндра

и

записывают ее. Эти действия производят

последовательно

д л я

всех цилиндров

к а ж д о г о

комплекта и

опыта;

определяют

все

значения

рг,

деля ординаты

на

м а с ш т а б

пру­

ж и н ы последовательно

д л я

всех

цилиндров

к а ж д о г о комплекта

и

опыта. Т а к и м

ж е образом

определяют

и значения

рс-

Т а к а я последовательность

операций

при

обработке

д и а г р а м м

значительно

увеличивает

производительность труда,

с о к р а щ а е т

После о б р а б о т к и - д и а г р а м м т е . и з

них, которые

вносят

в

отчет,

необходимо

обвести

штриховыми

или

штрихпунктирными

линия­

м и , ' т а к

к а к

с течением

времени

они выгорают и

становятся

со­

вершенно

незаметными .

Д л и н а

индикаторных

д и а г р а м м измеряется

м е ж д у перпендику­

л я р а м и

к

атмосферной

линии, которые касаются

крайних

точек

д и а г р а м м .

И з м е р я т ь

длину

непосредственно

по атмосферной

ли­

нии не рекомендуется ввиду возможной ошибки за

счет

сдвига

бумаги

на

б а р а б а н е

при

подготовке

и

съемке

д и а г р а м м .

И з м е р е ­

ние" длины

следует

производить

на

ж а ж д о й д и а г р а м м е ,

так

как

она зависит

не только

от длины

хода

индикаторного

привода,

но

и от толщины бумаги и длины индикаторного шнура .

Графо-аналитический расчет среднего индикаторного

давления

по развернутой диаграмме. Р а з в е р н у т ы е индикаторные

д и а г р а м ­

мы д л я

подсчета среднего

индикаторного д а в л е н и я

pt

снимаются

с помощью индикатора с независимым

приводом обычно с тех дви­

гателей,

которые не

имеют

индикаторного привода. П о

ним

т а к ж е

исследуются

процессы

сгорания,

расширения,

выпуска

и

продув­

ки.' Однако,

чтобы можно

было

производить

такие

исследования,

а н а л и з ы

и

определения

р{,

необходимо

на развернутую

д и а г р а м -

5. Б. И. Соловьев

129

нанесения мертвых точек

поршня двигателя, то они находятся

графически . Д л я этого одновременно со съемкой

развернутой

диа ­

г р а м м ы давлений сгорания

на нее ж е снимается

д и а г р а м м а

с ж а ­

тия (рис. 75).

Рис. 75. Определение

положения мертвых точек двигателя на развернутой

диа­

грамме

П р и о б р а б о т к е

д и а г р а м м проводят дополнительно линию

MN

нее. З а т е м д е л я т один

из

отрезков

АХВ\ м е ж д у линиями с ж а т и я

и р а с ш и р е н и я д и а г р а м м ы

с ж а т и я

пополам,

получают

точку

0\.

Д а л е е о т к л а д ы в а ю т

от

линии с ж а т и я

развернутой д и а г р а м м ы

на

прямой MN отрезок

ОВ,

равный 0\В\.

Через

полученные

точки

О

Точки

пересечения

этих

перпендикулярных прямых с атмосфер ­

ной линией

и

будут

верхними

мертвыми

точками

развернутой

д и а г р а м м ы .

Д л я

двухтактных двигателей

н. м. т. определяется

путем

деле ­

ния пополам

расстояния

00 м е ж д у

д в у м я

с м е ж н ы м и в. м. т. Д л я

четырехтактных

двигателей

н. м. т. определяются делением

рас­

стояния 00

на

четыре равные

части,

которые

откладываются

от

точки О вправо

и

влево.

Д л я

графо - аналптического

расчета

среднего

индикаторного

д а в л е н и я

[26 и

27]

из

в. м.. т. (точка

О)

развернутой

д и а г р а м м ы

(рис. 76)

восстанавливают

перпендикуляр

OA

длиной

180

мм.

П о с л е

этого от точки О по прямой

OA о т к л а д ы в а ю т

отрезки

0-ь1=а\,

0—2=аг,

•..,

О—10=аю,

длины

которых

в

опреде­

ленном

м а с ш т а б е соответствуют

у г л а м

поворота

коленчатого

ва­

л а з а р а в н ы е части

хода

поршня .

Т а к

к а к . д л и н а

OA

в

р а с с м а т р и в а е м о м

случае

выбрана

разной

180 мм,

то как д л я двухтактных,

так и дл я четырехтактных

дви­

гателей

м а с ш т а б

будет

равен

1 мм=\\°

п. к. в. Д л и н ы

отрезков

О — / , О—2 и та к д а л е е будут

р а з л и ч н ы м и

д л я р а з н ы х

двигателей .

Конец

п р я м о й

линии

(точка

А)

соединяется с

нижними

мерт­

выми точками В' и В",

которые

я в л я ю т с я

соответственно

концами

линий расширения и с ж а т и я . Потом из

к а ж д о й точки

на

прямой

OA п а р а л л е л ь н о

п р я м ы м АВ'

и

АВ"

проводят п р я м ы е

до

пере­

сечения

с

атмосферной

линией

В'В".

И з

полученных

точек

/' ,

2', 3',...,

10',

а т а к ж е

2",

3",...,

10"

восстанавливают

перпен­

д и к у л я р ы

д о

пересечения с

линией

расширения и

с ж а т и я

развер -

нутой

д и а г р а м м ы .

В

результате этого на линии

расширения полу­

чают

точки а, б,

в,...,

к и

на линии

с ж а т и я

а',

б',

в',..., к'.

З а т е м производят

суммирование

всех ординат отдельно ли­

нии р а с ш и р е н и я

и линии

с ж а т и я

и

определяют

средние - орди ­

наты:

_

Уа+2'в+

... -НОУ

/ ' р а с

'

м м >

\"а'+2"б'+ ...

+\0"к'

р

I

Я р а с - Р с ж

к г с !

с м 2

1

т

'

где т — масштаб пружины

индикатора .

5*

131