Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теплотехнические испытания судовых дизелей. Учебное пособие
.pdf
при исследовании процессов всасывания и выпуска 4-х тактных двигателей и процессов
поршень
Масштаб и допустимое давление пружин для индикатора
обозначение
диаметр,мм.
1/1 20,27
30
25
16
10
7
6 6
8 5
4
3
2,5
2
1,5
1/2 14,35
15
12,5
8
4 5
8 3,5
3
2,5
2
1,5
1,25
1
0,75
1/5 9,06 6
5
5 3,2
2
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,5
0,4
0,3
1/10 6,41 3
5 2,5
1,6
1
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,25
0,2
0,15
поршень
Масштаб и допустимое давление пружин для индикатора
обозна
-
диаметр,
1/1 20,27
20
15
10
6
4 5
6 3
2,5
2
1,5
1,2
1
0,7
1/2 14,35
10
7,5
5
4 3
8 2,5
1,5
1,25
1
0,75
0,6
0,5
0,35
1/5 9,06 4
3
5 2
1,2
1
0,6
0,5
0,4
0,3
0,24
0,2
0,14
1/10 6,41 2
5 1,5
1
0,6
0,5
0,3
0,25
0,2
0,15
0,12
0,1
0,07
продувки и выпуска 2-х тактных дизелей.
Таблица для определения масштабов пружин индикатора типа 50
типа 50 (М-2)
0,5
1
2
1
2
4
12
16
10
20
12
24
16
32
20
40
25
50
30
60
2,5
10
10
20
20
40
30
60
40
80
50
100
60
125
80
160
100
200
125
250
150
300
Выбор индикаторной пружины зависит от максимального давления газов в цилиндре.
На головке каждой пружины показано число, показывающего ее масштаб для поршенька 20,27
мм. Масштаб пружин для других поршеньков и максимальное давление, при которой можно
использовать пружину определяют по специальной таблице, находящейся на крышке ящика
индикатора.
Таблица для определения масштабов пружин индикатора типа 30
типа 30 (М-3)
чение
мм
1,5
1
2,5
1
2
10
2
10
20
20
40
12
30
60
10
20
50
100
12
24
60
120
15
30
75
150
20
40
100
200
25
50
125
250
30
60
150
300
40
80
200
400
Для снятия индикаторных диаграмм с дизелей с частотой вращения более 500 об/мин
применяют стержневой индикатор, в котором вместо спиральной пружины применяется
пружина 1 равного сопротивления. Индикатор (модели МИ-1 и МИ-2) снабжен набором
стержневых пружин различной жесткости и несколькими поршеньками с соответствующими
втулками. Диаметр барабана индикатора 30 мм, высота индикаторной диаграммы до 30 мм,
длина – 60 мм.
Для дизелей не оборудованных индикаторным приводом предназначены индикаторы с
независимым приводом от часового механизма. У этих индикаторов имеется приспособление,
позволяющее автоматически отмечать углы поворота коленчатого вала или крайние положения
поршня. Частоту вращения барабана в некоторых индикаторах можно регулировать часовым
механизмом, что позволяет применять их с дизелями, работающими при разных числах оборотов.
Индикатор с независимым приводом по сравнению с индикатором типа 50 (или
«Майгак» типа Т-30 и Т-50), имеет большой диаметр барабана, что дает возможность
снимать непрерывную диаграмму за несколько оборотов дизеля.
При снятии индикаторных диаграмм барабан индикатора должен поворачиваться
соответственно движению поршня двигателя. Для этого применяют индикаторные приводы,
которые уменьшают ход поршня до необходимой величины. Индикаторный привод
(ходоуменьшитель) позволяет барабану индикатора копировать движение поршня в
уменьшенном масштабе, чтобы длина индикаторной диаграммы не превышала длины
окружности барабана.
Из представленной схемы составим пропорцию:
a/b = l/S или l = aS/b
l — длина индикаторной диаграммы
S = 2R — ход поршня двигателя
R — радиус кривошипа
При любых конструкциях ходоуменьшителя всегда a/b < 1.
Индикаторные приводы могут быть кривошипные, рычажные и эксцентриковые.
Индикаторный привод с поворотной головкой состоит из поворотной головки 13 и
индикаторного шнура (стального тросика) 5, проходящего над всеми цилиндрами дизеля.
Через систему зубчатых колес и валиков движение коленчатого вала передается
промежуточному валу 1, вертикальному валу 15, кривошипу 3 и шатуну 9 с поршнем 14
Штырь 10 соединяется с индикаторным шнуром, другой конец которого прикреплен к
пружине 7. На шнур по количеству цилиндров надеты кольца 6, на которые во время снятия
диаграмм накидывается крючок индикатора. Головку 13 привода устанавливают на диске
против риски с цифрой, указывающей номер цилиндра, с которого снимаю диаграмму.
Привод позволяет снимать нормальные и смещенные диаграммы в зависимости от
установки головки.
Порядок снятия индикаторных диаграмм:
- подготавливают индикатор, смазывают поршень и втулку индикатора
- подбирают и устанавливают пружину
- продувают индикаторный кран во избежание попадания нагара в индикатор
- на кран устанавливают индикатор, на барабан надевают бумажный бланк
- присоединяют шнур к барабану и проверяют вращение барабана (вперед-назад)
- слегка прижимают карандаш к барабану и проводят атмосферную линию на бланке
- открывают индикаторный кран и прижимают карандаш к бланку, снимая индикаторную
диаграмму
- закрывают кран, снимают бланк и индикатор с крана.
Обработка индикаторной диаграммы сводится к определению ее площади с помощью
планиметра или делительной решетки с целью определения величины среднего
индикаторного давления:
pi = F/ml
F — площадь диаграммы, (мм
m — масштаб пружины, (мм/см
2
)
2
)
l — длина диаграммы, (мм)
После снятия индикаторных диаграмм необходимо установить, нет ли искажения
диаграммы, связанное или с недостатками индицирования (неисправности индикатора или его
привода), или протеканием процесса в цилиндре двигателя или топливоподающей системе.
Развернутые индикаторные диаграммы снимают с двигателей, не имеющих
ходоуменьшителей. Барабан индикатора вращается или с помощью часового механизма или
вручную. Фиксируются мертвые точки, атмосферная линия и масштаб давления.
Смещенные индикаторные диаграммы снимают при сцеплении шнура индикатора с
ходоуменьшителем соседнего цилиндра. В этом случае одно из крайних положений поршня
будет соответствовать примерно середине смещенной диаграммы и участок диаграммы,
соответствующий процессу сгорания, получается искусственно растянутым, что позволяет
проанализировать процесс горения и топливоподачи.
Индикаторные диаграммы, снятые индикатором со слабой пружиной, применяют для
анализа процессов наполнения, выпуска и продувки двигателей.
Гребенки давлений снимают на двигателях не оборудованных индикаторным
приводом. Барабан индикатора вращают вручную, прижимая пишущее устройство к бланку.
От атмосферной линии po в масштабе пружины индикатора откладываются
наименьшее и наибольшее давления конца сжатия (pc min и pc max) и давления сгорания (pz
min и pz max). После снятия «гребенок» можно судить о нагрузке отдельных цилиндров.
На двигателях не оборудованных механическим индикаторным приводом можно
использовать электрический индикаторный привод, в основу работы которого положен
принцип «электрического вала».
Электрический вал применяется в различных следящих системах (судовые машинные
телеграфы и пр.) и состоит из двух сельсинов – датчика I и приемника.II. Каждый из
сельсинов представляет собой трансформатор с обмоткой обсуждения 1 и синхронизирующей
трехфазной обмоткой 2. Синхронизирующая обмотка выполнена в виде ротора и способна
вращаться на 360 градусов в корпусе, где находится обмотка возбуждения.
Сельсин-датчик I установлен постоянно на двигателе и его ротор вращается со
скоростью вращения коленчатого вала.
Сельсин-приемник II установлен на корпусе индикатора давления, где он перемещает с
помощью кривошипно-шатунного механизма каретку, на которую закладывают мелованную бумагу..
При установке сельсина-приемника предусматривается возможность вращения его
статора (с обмоткой возбуждения) на 360 градусов, что дает возможность настройки прибора
под закон движения поршня индицируемого цилиндра.
Индицирование двигателя состоит в установке приемника на индикаторный кран, его
синхронизации с коленчатым валом и съемке диаграмм.
Зная заклинку кривошипов, по шкале приемника настраивается каретка на
синхронизацию с любым поршнем двигателя. Подобные приводы успешно применялись при
индицировании главных двигателей 8ДР 43/61, установленных на БМРТ отечественной
постройки.
Для диагностики в лабораторных условиях можно использовать электронные датчики.
Датчик давления в цилиндре ДО-73, пьезоэлектрический, со следующими основными
параметрами:
-диапазон измеряемых давлений 0-20 МПа;
-максимально допустимое импульсное давление 24 МПа;
-средняя чувствительность в диапазоне измерения не менее 300 пКл/МПа;
-нелинейность статической характеристики преобразования 1%;
-полярность выходного сигнала - отрицательная;
-собственная частота, не менее 50 кГц;
-сопротивление изоляции в н.у., не менее 1013 Ом;
-электрическая емкость, не более 10 пФ;
-рабочий диапазон температур 0-300 С;
-давление охлаждающей жидкости 0,2 МПа;
Датчик ДО-73 (рис.2.1) 1
небольшим избыточным давлением
(до 1 атм), отводиться вода от
устанавливается на место 2
индикаторного крана дизеля через
переходник 3 с паранитовой или
медной прокладкой 5; через трубки 6
внутренним диаметром 2-3 мм к нему
подводится охлаждающая вода с
датчика также по трубке (при
эксплуатации датчик должен быть
сухим во избежание утечки сигнала,
поэтому уплотнение должно быть
надежным в местах соединения
трубок). Давление из камеры сгорания
8 действует через индикаторный канал
на мембрану 4 датчика, передающую
б) Для усиления используется усилитель сигнала типа П-142, имеющий следующие
основные параметры:
-три канала регистрации;
-пятиступенчатое усиление;
-входное сопротивление постоянному току не менее 1013 Ом;
-максимальное выходное напряжение 5 В;
-максимальное значение выходного тока 80 мА;
-полоса усиливаемых частот при нагрузке 10 КОм 0-300000 Гц;
-полоса усиливаемых частот при нагрузке 60 Ом 0-100000 Гц;
-неравномерность АЧХ не более 3 дб;
-длительность непрерывной работы 8 час;
-температура окружающего воздуха +10 +35 С;
-относительная влажность не более 60%;
в) Усилитель соединен кабелем с ПЭВМ, имеющую 16-ти канальную АЦП.
д) Для определения ВМТ измеряемого цилиндра служит датчик ВМТ:
датчик индукционный, регистрирующий отметку ВМТ при прохождении
металлического тела рядом с ферромагнитной катушкой - чувствительным элементом
датчика. На тыльной стороне дизеля имеется маховик, сидящий на коленвалу, который
передает вращение через ременную передачу на навешенный тахогенератор дизеля; к этому
маховику привинчен стальной лепесток на месте ВМТ 1-го цилиндра; рядом с маховиком
установлен датчик ВМТ таким образом, что лепесток при вращении маховика проходит рядом
с торцом этого датчика. Начало сигнала совпадает с ВМТ 1-го цилиндра (установка
производилась с помощью электронного осциллографа по маховику с синхронизацией с
градусами поворота коленвала). Основные параметры датчика ВМТ: -пределы измерений 010000 Гц; -относительная погрешность 0.1%; -питание датчика 6В;
деформацию на чувствительный
кварцевый элемент, в свою очередь,
передающий слабый сигнал по кабелю
7 на усилитель заряда (датчик через
кабель 7 разъемом типа "бутон"
соединяется кабелем с усилителем
сигнала; кабель должен быть хорошо
экранирован во избежание наводок и
утечки сигнала).
Пиметры
Если массу подвижных частей индикатора довести до больших размеров и этим
увеличить их инерцию, то пишущее устройство установится в уравновешенном состоянии и
вычертит на бланке горизонтальную прямую линию, соответствующую среднему давлению
газов в цилиндре двигателя по времени.
Схема пиметра типа П-2 показана на рис. На этом принципе основана работа пиметров.
номер
предел измерения давлений кгс/см2
пружиной с шайбой
пружиной без шайбы
1
2,5 –
5,2 0 –
2,6 2 5,2 –
10,4 0 –
5,2 1/2 1,3 –
2,6 0 –
1,3
В цилиндрическом корпусе 21 пиметра установлены массивные диски 13 и 15,
называемые основной и дополнительной массами, связанные между собой спиральной
пружиной 14. На сплошной оси 6, посажены дополнительная масса и стрелка 4, а на
пустотелой оси 7- основная масса и шестеренка 5. С шестеренкой входит в зацепление
зубчатый сектор 25, связанный тягой 24 с рычагом 23, имеющим противовес 16. Правый
конец рычага шарнирно подвешен на тяге 17. Осью 8 рычаг соединен с вильчатым штоком 22
поршенька 20. Поршенек находится во втулке 19, закрепленной в корпусе прибора.
Стрелка прибора указывает на шкале величину среднего давления газов в цилиндре во
времени и обозначается pt. Параметр pt является косвенным показателем цилиндровой мощности,
которая дает возможность судить о степени распределения нагрузки по отдельным цилиндрам.
Нижний предел частоты вращения дизеля для пиметра равен 100 об/мин, верхний — не ограничен.
При использовании прибора на дизеле с частотой вращения ниже 600 об/мин маховые
массы пиметра должны быть покрыты слоем цилиндрового масла с целью снижения
колебания маховика и, следовательно, приостановления колебаний стрелки пиметра. Шкала
пиметра градуирована для давлений 0 – 5,2 и 5 – 10,2 кг/см2. (пружина без прокладочной
шайбы и пружина с прокладкой).
В пиметрах зарубежного производства (типа «Гейгер) может поставляться по три
пружины, применяемые с шайбой или без нее.
Характеристики пружин пиметра
пружины
Между тем для всех поршневых машин существует простая, как правило,
прямолинейная или близкая к ней зависимость между pt и pi.
Поскольку крутящий момент на валу двигателя прямо связан со средним
индикаторным (эффективным) давлением, то, протарировав пиметр на pi (pe), можно по его
показаниям контролировать нагрузку двигателя. График зависимости pe = f (pt) двигателя 8
ДР 30/50-3 построен по результатам измерения пиметра П-2 и индикатора «Майгак-50» в
комплекте с электрическим приводом.
К пиметрам типа «Гейгер» прилагается график зависимости pi = f(pt) для различных
типов 2-х и 4-х тактных дизелей.
При хорошем техническом состоянии пиметра и правильном его использовании
разница в определении pi с помощью индикаторных диаграмм и по тарировочным графикам с
помощью пиметра не превышает 3 %.
Кроме того, имеются также эмпирические зависимости, позволяющие для различных
типов дизелей по показаниям пиметра, а также по pc и pz, замеряемых с помощью диаграммгребенок, определять pi расчетным путем:
Для 2-х тактных двигателей без наддува
p
= Ψ {3,24 (pt – 0,5 pto+0,5)
i
1,35
/ (pz+1) – 1,09[pto +1 – 0,065 (pc + 1)]}
Для 4-х тактных двигателей без наддува
p
= Ψ { 8.24(pt – 0,5pto + 0,25)
i
1,35
/ (pz + 1) – 1,09 [ 2pto + 1 – 0,065 (pc + 1)]}
Для 4-х тактных двигателей с наддувом
p
= Ψ {8,24[pt -0,5pto + 0,25 – (pн +pв )
i
1,35
/8] – 1.09{2pto + 1 – (pн + pв )/2 – 0,065 (pc + 1)]},
pt — среднее давление по времени
pto — среднее давление по времени при выключенной подачи топлива в цилиндре
pc — давление сжатия
pz — максимальное давление сгорания
pн — давление воздуха при наполнении цилиндра
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]