Четырехтактный двигатель

Главная » Литература по ремонту и обслуживанию тепловозов » Глава 1. Общие сведения об устройстве тепловозов

Цилиндр двигателя закрыт крышкой, в которой располагаются клапаны для впуска свежего заряда и клапаны выпуска газов. Клапаны удерживаются в закрытом состоянии пружинами и давлением в цилиндре при процессах сжатия, сгорания и расширения. Открытие клапанов в нужные моменты производится газораспределительным механизмом.

Газораспределительный механизм состоит из рычагов, штанг и толкателей, на которые воздействуют кулачки распределительного вала.

Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала двигателя и имеет вдвое меньшую частоту вращения, чем коленчатый вал, вследствие чего каждый клапан открывается один раз за два оборота коленчатого вала. Взаимосвязь газораспределительного механизма с коленчатым валом находится в определенной механической зависимости. Эта зависимость устанавливается заводом-изготовителем двигателя и изображается диаграммой фаз (углов) газораспределения.

Диаграмма фаз газораспределения — паспортная характеристика определенного типа двигателя. Она на графике указывает фазы (углы) положений колена коленчатого вала, при которых происходят изменения термодинамического процесса в наиболее экономичном режиме в цилиндре двигателя. Диаграмма фаз газораспределения является руководящим документом проверки и регулировки поршневого двигателя внутреннего сгорания как при сборке в процессе изготовления, так и при ремонте двигателя.

Изменение давления рабочего тела в цилиндре двигателя за рабочий цикл, который фиксируется специальным прибором — индикатором — на диаграммной бумаге в координатах давления Р и рабочего объема КЛ, называется индикаторной диаграммой.

Рассмотрим термодинамический процесс рабочего цикла в четырехтактном двигателе (рис. 6.5).

Фаза ф;_2 — это угол, описываемый коленом коленчатого вала, при котором клапан впуска открыт. На индикаторной диаграмме

Рис. 6.5. Схема работы четырехтактного двигателя и индикаторные диаграммы: 1 — начало открытия впускного клапана; 2 — закрытие впускного клапана; 3 — начало подачи топлива; 4 — начало открытия выпускного клапана; 5 — закрытие выпускного клапана; а-г — такты рабочего цикла; Р0 — атмосферное давление; I — точка максимального давления газов в цилиндре этот процесс изображен линией 1-2 — процесс всасывания свежего заряда. образовавшихся газов, вследствие чего колено коленчатого вала успевает пройти ВМТ, и сила, равная произведению давления газов на площадь поршня, раскручивает коленчатый вал. Этот процесс расширения газов называют рабочим ходом поршня, и он заканчивается при положении колена коленчатого вала в точке 4.

Фаза ц>4_5 — это угол, описываемый коленом коленчатого вала, при котором открыт клапан выпуска. На индикаторной диаграмме этот процесс — выпуск отработавших газов — изображен линией 4-5. В позиции колена коленчатого вала 5 клапан выпуска закрывается, а клапан впуска открывается. Этим завершается рабочий цикл и начинается следующий.

Весь рабочий цикл совершился за четыре такта, поэтому такой двигатель называют четырехтактным.

Создание комбинированных двигателей явилось новым этапом в развитии ДВС. Цель создания комбинированных двигателей — получение более экономичного и мощного двигателя при малых его габаритах. Потребность в таких двигателях особенно велика на железнодорожном транспорте. Увеличение мощности двигателя при тех же габаритах осуществляется за счет компрессорного наддува. В комбинированном двигателе в качестве компрессорных машин используются почти все виды компрессоров, а в качестве расширительной машины применяется только газовая турбина.

Благодаря наддуву в цилиндры подается на каждый рабочий цикл больше воздуха, чем при всасывании, что дает возможность сжигать большее количество топлива. Это позволяет получать при одинаковых с обычным дизелем размерах цилиндров и той же частоте вращения вала большую мощность.

При сжатии в нагнетателе воздух нагревается, его удельный объем возрастает, что значительно уменьшает воздушный заряд в цилиндре; поэтому в дизелях со средним и высоким наддувом обязательно применяют охлаждение наддувочного воздуха перед поступлением его в цилиндры.

Охлаждение воздуха на каждые 10 °С дает увеличение мощности дизеля на 3.4% и снижение удельного расхода топлива примерно на 1,5.2,0 г/(кВт-ч). Экономичность комбинированного двигателя с наддувом повышается также вследствие увеличения механического КПД и дополнительного использования теплоты отработавших газов.

Индикаторная диаграмма комбинированного четырехтактного дизеля с газотурбинным наддувом представлена на рис. 6.6.

В двигателях с наддувом процесс зарядки цилиндра происходит иначе, чем у дизеля без наддува. Турбокомпрессор засасывает воздух при атмосферном давлении Р0 и сжимает его до давления Рк. Сжатый в компрессоре воздух проходит через охладитель и впускной коллектор. На пути от турбокомпрессора до цилиндра давление воздуха снижается от Рк до Ра, поэтому линия давления впуска расположена ниже линии Рк и выше линии Р0.

После заполнения цилиндра воздухом начинается процесс сжатия, который на индикаторной диаграмме изображен кривой 2- 3.

Рис. 6.6. Индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля с газотурбинным наддувом:

Р0- атмосферное давление; Р„ — давление в период наполнения; Рг — давление в цилиндре в период выпуска; Рк — давление воздуха в наддувочном коллекторе; Кс — объем камеры сжатия; КЛ — рабочий объем; К„ — полный объем цилиндра; 1 — 5 — процесс продувки: 1 — открытие клапанов впуска; 2 — закрытие клапанов впуска; 3 — впрыск топлива в цилиндр; 4 — открытие клапанов выпуска; 5- закрытие клапанов выпуска; I — точка максимального давления газов в цилиндре

В конце сжатия в цилиндр впрыскивается через форсунку топливо, которое воспламеняется в точке 3. Процесс сгорания показан линией 3-1, а расширение газов происходит по кривой г- 4. В точке 4 открываются выпускные клапаны, и отработавшие газы выталкиваются в газовую турбину при давлении Рт. Газы проходят через направляющий аппарат на лопатки турбины, а затем выбрасываются в атмосферу. На диаграмме линия выпуска газа из цилиндра расположена выше атмосферной и ниже линии наполнения.

В четырехтактных двигателях энергии отработавших газов вполне достаточно, чтобы нагнетатель сжимал воздух до давления Рк, более высокого, чем Рт. В результате наддува площадь индикаторной диаграммы, а следовательно, и мощность двигателя значительно возрастают.

⇐ | Основные понятия и определения | | Устройство и ремонт тепловозов | | Двухтактный двигатель | ⇒

Индикаторные диаграммы рабочего процесса четырех- и двухтактных дизелей

Так же, как и диаграмму термодинамического цикла, можно изобразить в координатах р-V и действительный цикл двигателя внутреннего сгорания. Полученная при этом диаграмма называется индикаторной.

Диаграмма четырехтактного дизеля. Вначале рассмотрим рабочий цикл четырехтактного дизеля, не имеющего наддува.

Первый такт — наполнение. Когда поршень дизеля двигается слева направо, открывается впускной клапан 3 (рис. 19) и воздух из атмосферы поступает в цилиндр. В двигателях без наддува процесс наполнения цилиндра происходит вследствие разрежения

Рис. 19. Диаграмма рабочего цикла четырехтактного дизеля и схема его устройства:

1 — поршень; 2 — цилиндр; 3 — впускной клапан; 4 — форсунка; 5 — выпускной клапан в нем, а давление воздуха в цилиндре достигает 0,085-0,09 МПа, поэтому линия наполнения цилиндра располагается ниже атмосферной (0,1 МПа). В действительности линия наполнения не прямая, так как на нее оказывают влияние неравномерность скорости движения поршня, фазы открытия и закрытия клапанов, конструкция входного патрубка и другие факторы. Для более полной зарядки цилиндра воздухом принимаются меры к снижению сопротивления проходу воздуха в цилиндр. Качество зарядки цилиндра оценивается коэффициентом наполнения ц„, который обычно равен0,8-0,88. Это значит, что цилиндр дизеля наполняется воздухом только на 80-88 % по сравнению с тем количеством воздуха, которое поместилось бы в рабочем объеме цилиндра при нормальных условиях окружающей среды. Коэффициент наполнения зависит главным образом от температуры и давления воздуха в точке а (см. рис. 19). Чем выше давление и чем ниже температура воздуха в точке а, тем больше коэффициент наполнения (рис. 20).

Второй такт — сжатие. Поршень движется справа налево, впускной клапан закрывается, воздух в цилиндре сжимается. При этом температура его в точке с повышается до 500-750 °С, а давление может возрастать до 5- 7 МПа. Процесс сжатия на диаграмме изображен линией ас (см. рис. 19). Когда поршень еще не дошел до верхней мертвой точки (в.м.т.) на 18-30° угла поворота коленчатого вала, через форсунку 4 в цилиндр впрыскивается жидкое топливо, которое в точке с воспламеняется и начинает гореть. Подача топлива прекращается после того, как поршень уже пройдет в.м.т. на 10-15° и снова начнет двигаться слева направо. Поступившее в цилиндр топливо перемешивается с воздухом и начинает гореть. На диаграмме процесс горения изображен ломаной линией сг’г.

Третий такт — расширение газа. В начале третьего хода поршня происходит сгорание топлива, которое теоретически заканчивается в точке г. Давление в точке г возрастает до 8-13 МПа, а температура до 1750- 2100 К. После точки г происходит расширение газов, которое продолжается до тех пор, пока не откроется выпускной клапан. Последний открывается в точке е’ на 40-55° до нижнего положения поршня, когда давление в цилиндре достигает 0,5-0,8 МПа, а температура 1000-1100 К- Предварение открытия выпускного клапана способствует уменьшению сопротивления выходу отработавших газов через выпускную систему и, следовательно, лучшей очистке цилиндра от отработавших

Рис. 20. Изменение коэффициента наполнения цилиндров г),, в зависимости от давления и температуры воздуха в цилиндре в начале сжатия

Рис. 21. Индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля с газотурбинным наддувом:

ря — давление в период наполнения; рг давление в цилиндре в период выпуска; рк — давление воздуха в наддувочном коллекторе; V,, объем камеры сжатия: объем, описываемый поршнем, V* — полный объем цилиндра газов. Ход расширения является полезным рабочим ходом, так как в этот период газы с большим давлением действуют на поршень дизеля в направлении его движения и совершают полезную работу, отдавая ее нагрузочному агрегату.

Четвертый такт — выпуск газов. Поршень движется справа налево, вы-

Рис. 22. Диаграмма рабочего цикла двухтактного дизеля и схема его устройства:

А — продувочное окно; В — выпускное окно. 1 — цилиндр; } — поршень; ,3 — форсунка пускной клапан 5 открыт и газы выталкиваются из цилиндра. Процесс выпуска газов на диаграмме изображен линией e’er. Удаление газов происходит при давлении 0,11-0,12 МПа, поэтому линия выпуска газов располагается выше атмосферной линии. Температура газов за выпускным клапаном равна 700-900 К-

Для более совершенной продувки и зарядки цилиндра воздухом впускной и выпускной клапаны на протяжении 50-100° поворота кривошипа коленчатого вала открыты одновременно. Это так называемое «перекрытие» клапанов обеспечивает хорошую очистку цилиндров от продуктов сгорания топлива и более полное заполнение рабочего объема воздухом, а также охлаждение днища поршня и выпускных клапанов потоком холодного воздуха. Качество очистки цилиндра от отработавших газов оценивается коэффициентом остаточных газов у, который представляет собой отношение количества оставшихся в цилиндре от предыдущего цикла газов к величине поступившего в цилиндр свежего воздушного заряда. Обычно у — = 0,024-0,1.

Особенности рабочего цикла четырехтактного дизеля с газотурбинным наддувом. В дизелях с наддувом процесс зарядки цилиндра происходит иначе, чем у двигателей без наддува. Турбокомпрессор засасывает воздух из атмосферы при давлении р0 (рис. 21) и сжимает до давления рк- Сжатый в турбокомпрессоре воздух прежде, чем попасть в цилиндр, проходит через охладитель, впускной коллектор и выпускные клапаны; на пути от турбокомпрессора до цилиндра его давление снижается от рк до р„. Поэтому линия давления впуска расположена ниже линии рк и выше атмосферной линии (Ро).

После заполнения цилиндра воздухом поршень, двигаясь от точки а налево, сжимает воздух. Процесс сжатия изображен кривой ас. В конце сжатия в цилиндр впрыскивается топливо, которое воспламеняется в точке с. Процесс сгорания показан линиями cz’ и г’г. Расширение газов происходит по кривой ге. В точке е открываются выпускные клапаны, и отработавшие газы выталкиваются в газовую турбину (при давлении рт), а затем выбрасываются в атмосферу. Таким образом, линия выпуска газа из цилиндра расположена выше атмосферной и ниже линии наполнения. В четырехтактных двигателях энергии отработавших газов вполне достаточно, чтобы нагнетатель сжимал воздух до давления рк, более высокого, чем рг. В результате наддува площадь индикаторной диаграммы, а следовательно, и мощность дизеля значительно возрастают.

Следует отметить, что в действительности процесс сгорания происходит не по прямым линиям с г’ и г’г, а по штриховой линии (см. рис. 21).

Диаграмма двухтактного дизеля. Сжатие воздуха в цилиндре при движении поршня справа налево начинается в точке а и продолжается до точки с (рис. 22). За 16-25° угла поворота коленчатого вала до крайнего левого положения поршня через форсунку 3 в цилиндр при высоком давлении подается жидкое топливо (в мелкораспыленном виде), которое, соприкасаясь с нагретым до высокой температуры сжатым воздухом, воспламеняется. Образовавшиеся газы, стремясь расшириться, перемещают поршень вправо. Движущийся поршень через шатун вращает коленчатый вал. Не доходя до крайнего правого положения, поршень 2 своей кромкой открывает выпускное окно Б, давая выход отработавшим газам через глушитель наружу. Двигаясь дальше вправо, поршень открывает продувочное окно Л, через которое в цилиндр \стремляется свежий воздух, имеющий повышенное давление. Воздух вытесняет отработавшие газы и заполняет цилиндр. Когда поршень изменит направление и начнет двигаться справа налево, он вначале закроет продувочное окно А, а затем выпускное Б, после чего начнется сжатие оставшегося в цилиндре воздуха. Таким образом, полный рабочий процесс (цикл) в двухтактном дизеле совершается за два кода поршня (такта), при этом коленчатый вал совершает один оборот.

В двухтактных дизелях продувочный воздух подается в цилиндры нагнетателем, приводимым в движение от вала дизеля, или турбокомпрессором. От качества продувки цилиндров зависит мощность и к.п.д. дизеля. Чтобы обеспечить хорошую продувку цилиндров воздухом и снизить тепловое напряжение деталей дизеля, соприкасающихся с горячими газами, в цилиндры подается значительно больше воздуха, чем требуется для горения топлива; во время продувки часть воздуха уходит через выпускные окна. Учитывая это, подача продувочного воздушного нагнетателя должна быть на 30-40 % больше, чем это необходимо для обеспечения полного сгорания топлива. При проектировании двухтактных двигателей конструкторы стремятся к тому, чтобы при наименьшей потере сжатого воздуха получалась бы наилучшая продувка и зарядка цилиндров. В двухтактных дизелях обычно энергии отработавших газов недостаточно для сжатия наддувочного воздуха до требуемого давления, так как давление это должно быть больше, чем давление в выпускном трубопроводе для качественной очистки цилиндров, а энергия выпускных газов (при прочих равных условиях) ниже, чем в четырехтактных двигателях, из-за разбавления газов холодным продувочным воздухом. Поэтому в двухтактных дизелях используется комбинированный наддув, при котором часть энергии, необходимой для сжатия наддувочного воздуха, отбирается от коленчатого вала двигателя (см. выше).

Схемы продувки двухтактных дизелей. Наиболее простая, но вместе с тем и наиболее несовершенная схема- так называемая поперечно-щелевая продувка, при которой в цилиндре может оставаться 15-20% отработавших газов (рис. 23,а). Такая продувка применяется в маломощных дизелях, для которых простота конструкции, а не экономичность, имеет решающее значение. Схема продувки, показанная на рис. 23,6, более совершенна. Благодаря обратному клапану 3 эта конструкция обеспечивает некоторый наддув цилиндров. Такая схема продувки применяется на тихоходных судовых двигателях.

Более совершенна прямоточная кла-панно-щелевая продувка (рис. 23,в). Сжатый воздух из нагнетателя поступает в цилиндр через нижние окна, а отработавшие газы удаляются через выпускные клапаны 3, размещенные в крышке цилиндра. При такой продувке на дизеле устанавливают распределительный вал. Клапанно-щелевая продувка применяется в тепловозных дизелях 11Д45 и 14Д40.

Наиболее совершенна прямоточно-щелевая продувка (рис. 23,г), которую можно осуществить в двигателях со встречно движущимися поршнями. Сжатый воздух от нагнетателя поступает через верхние окна (продувочные), а отработавшие газы удаляются из цилиндра через нижние (выпускные) окна. Чтобы можно было полнее зарядить цилиндр, нижний поршень, перекрывающий выпускные окна, несколько опережает (на 10-12° угла поворота коленчатого вала) верхний поршень, перекрывающий впускные окна.

При таком способе продувки в цилиндре почти не остается отработавших газов. Прямоточно-щелевая продувка применяется в тепловозных дизелях 2Д100 и 1 ОД 100.

⇐ | Основные термодинамические процессы и циклы | | Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт | | Горение топлива в цилиндрах дизеля | ⇒

Понимание индикаторной диаграммы и различных типов индикаторных диаграмм с недостатками

ByAnish 21 июля 2021 г. 1 декабря 2021 г. Главный двигатель

593 акции

Индикаторные диаграммы используются для оценки работы каждого узла главного двигателя корабля. Именно по индикаторной диаграмме оценивают общую производительность двигателя.

Индикаторные диаграммы берутся через равные промежутки времени и сопоставляются с диаграммами ходовых испытаний судна, чтобы проверить, есть ли какие-либо существенные различия в характеристиках. Если есть какая-либо разница, важно, чтобы проблема была устранена до запуска двигателя.

Понимание диаграммы индикации

Существует четыре типа диаграмм индикации:

1. Плата питания
2. Карточка для розыгрыша
3. Диаграмма сжатия
4. Схема световой пружины

С помощью этих диаграмм мы можем определить и интерпретировать следующее:

• Давление сжатия внутри цилиндра
• пиковое давление, создаваемое внутри цилиндра
• Фактическая выработанная мощность
• Неисправность деталей камеры сгорания (износ поршня, гильз, колец и др. ) конкретного узла
• Неисправные детали впрыска и неправильная синхронизация подачи топлива
• Процесс вытяжки и очистки

Следует избегать высоких нагрузок на узлы главного двигателя, иначе это может привести к ряду проблем, таких как повреждение подшипников, растрескивание и т. д. Поэтому очень важно правильно прочитать эти схемы, поскольку они содержат некоторые сведения о работе цилиндра. давления и нагрузки.

Раньше индикаторная диаграмма снималась с помощью механического индикатора, который устанавливался поверх индикаторных кранов.

Но в настоящее время используется цифровой индикатор давления, который представляет собой компактный портативный прибор. На индикаторных кранах установлен датчик давления, соединенный с ручным блоком сбора данных, с помощью которого можно в любой момент снять индикаторную диаграмму и отобразить ее на компьютере.

Инкрементный энкодер устанавливается на двигатель и во время работы подключается к блоку сбора данных, который обеспечивает точные данные о положении верхней мертвой точки или угле поворота коленчатого вала.

Подготовка и процедура снятия индикаторной диаграммы:

• Проверить батарею блока сбора данных и при необходимости заменить/зарядить
• Подготовьте цифровой индикатор давления и визуально проверьте, все ли провода/датчики в порядке
• Используйте надлежащие средства индивидуальной защиты, особенно высокотемпературные перчатки и средства защиты глаз
• Считать все соответствующие параметры двигателя
• Убедитесь, что корабль и его двигатель работают с постоянной скоростью в открытом море
• убедиться, что погода спокойная
• Используйте правильный инструмент, чтобы открыть клапан индикаторного крана
• Подключите датчик от инкрементного энкодера к блоку сбора данных
• Подсоедините датчик датчика давления к ручному блоку сбора данных
• Осторожно открыть на несколько секунд контрольный кран баллона и продуть баллон. Делается для удаления застрявших загрязнений (сажи и других частиц горения) внутри крана
• Закрепите блок датчика давления на индикаторном кране и откройте кран для регистрации данных цилиндра
• Повторить процедуру для всех цилиндров
• После завершения процесса отсоедините датчик датчика давления и отложите его в сторону для охлаждения
• Отсоедините датчик инкрементного энкодера от ручного блока сбора данных
• Заполните необходимые данные в программном обеспечении цифрового индикатора давления и дождитесь получения результата

Возможно, цифровой индикатор давления отсутствует на всех судах или не работает. Предусмотрено механическое индикаторное устройство двигателя, состоящее из пружин, барабанов и стрелки для построения диаграммы по давлению в цилиндре двигателя через индикаторный кран.

Дополнительная литература:

Почему двухтактные двигатели используются вместо четырехтактных

Как использовать кривую характеристик основного двигателя для экономичного расхода топлива Используйте надлежащие средства индивидуальной защиты, особенно высокотемпературные перчатки и средства защиты глаз.

Считать все соответствующие параметры двигателя

Убедитесь, что корабль и его двигатель работают с постоянной скоростью в открытом море

убедиться, что погода спокойная

Используйте правильный инструмент, чтобы открыть клапан индикаторного крана

Возьмите бумагу, прилагаемую к инструменту, и надежно закрепите ее на барабане

Осторожно открыть на несколько секунд контрольный кран баллона и продуть баллон. Делается для удаления застрявших загрязнений (сажи и других частиц горения) внутри крана

Закрепите прибор на кране индикатора так, чтобы шнур был прочным.

Проведите линию атмосферы при закрытом кране

Медленно откройте кран индикатора и слегка прижмите иглу к бумаге. Нарисуйте прямые вертикальные линии, когда поршень движется вверх и вниз, а затем потяните веревку ролика, пока цикл не будет нарисован на бумаге

.

Закройте индикаторный кран и снимите прибор

Убедитесь, что инструмент не подвергается воздействию высокой температуры в течение длительного времени, так как его механические части, такие как пружины, щуп будет реагировать по-разному и может повлиять на точность

Аналогично возьмите компрессионную магистраль с отсечкой подачи топлива.

Как можно оценить или интерпретировать, просто взглянув на карточную диаграмму

Индикаторная диаграмма, показанная выше, является обычной диаграммой (диаграммы, снятые до использования двигателя), а диаграммы, полученные от двигателя, приняты и сравнил на недостаток.

Дополнительная литература:

1o Чрезвычайно важные проверки для запуска судовых двигателей

12 Терминология, используемая для мощности судовых двигателей

Типы неисправностей

Рассмотрим некоторые распространенные дефекты индикаторных диаграмм.

Тип дефекта 1

При сравнении вышеприведенной диаграммы с общим графиком видно, что давление сжатия в норме, а максимальное давление воспламенения слишком велико.

Это может быть связано с ранним впрыском, результатом неправильной синхронизации подачи топлива кулачками, неправильной настройкой VIT или негерметичной топливной форсункой.

Тип дефекта 2

На этой диаграмме видно, что компрессия такая же, но пиковое давление слишком низкое.

Этот эффект может быть результатом следующих факторов:

• Плохое качество топлива
• Форсунка топливной форсунки заблокирована
• Негерметичность топливных насосов
• Низкое давление топлива

Тип дефекта 3

На этой диаграмме показано, что давление сжатия низкое, а пиковое давление также слишком низкое.

Это может быть связано со следующим:

• Негерметичность выпускного клапана
• Утечка через поршневые кольца, т. е. сломанные или изношенные поршневые кольца
• Верхняя одежда
• Прогоревшая головка поршня
• Низкое давление продувки

Тип дефекта 4

На этой диаграмме показано высокое давление сжатия вместе с высоким пиковым давлением.

Это может быть вызвано следующими причинами:

• Выпускной клапан открывается слишком поздно, т.е. неправильная синхронизация выпускного клапана
• Перегрузка двигателя

Отказ от ответственности:  Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания Marine Insight не претендуют на точность и не несут за это никакой ответственности. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих указаний или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

Об авторе

Ярый моряк и технарь, Аниш Ванкхеде побывал на нескольких кораблях в качестве морского механика. Он любит многозадачность, работу в сети и устранение неполадок. Именно он стоит за уникальной креативностью и эстетикой Marine Insight.

Индикаторные диаграммы

— Материалы для изучения морской инженерии

3 мая 2014 г., 10:46 | 3 комментария | Jaz

• Индикаторная диаграмма очень важна для понимания процесса сгорания в цилиндре, а также для регулировки двигателя.
• Диаграмма периодически снимается с контрольного клапана, установленного на головке блока цилиндров, и необходимо подтверждать условия сгорания.
• Давление сжатия и максимальное давление в цилиндре можно предположить по индикаторной диаграмме.
• Индикатор двигателя — это устройство, используемое для снятия индикаторной диаграммы, которое можно рассматривать как «стетоскоп» для дизельных двигателей.
Диаграммы индикаторов
• дают полноту сгорания в цилиндре, состояние ходовой части, неравномерность подкачки и впрыска топлива и многое другое.

Pcom – давление сжатия

Pmax – максимальное давление

Существует 4 типа индикаторных диаграмм, которые можно снять с цилиндра двигателя, чтобы узнать состояние и работу двигателя.

1. Карта питания/схема индикатора питания
2. Диаграмма сжатия
3. Выводная карта / Диаграмма рассогласования фаз
4. Схема световой пружины

Площадь индикаторной диаграммы рассчитывается по

• Планиметр (обычно используется на борту)
• Метод среднего ордината

Силовая карта

• Силовая карта снимается при вращении индикаторного барабана синхронно с движением поршня
• Область на этой диаграмме представляет работу, выполненную за один полный цикл в масштабе
.
• Среднее индикативное давление (MIP) получается из этой диаграммы для расчета мощности, производимой в цилиндре

КАРТА ПИТАНИЯ

Диаграмма компрессии

• Диаграмма компрессии снята аналогично силовой карте, но подача топлива в цилиндр отключена
• Высота этой кривой показывает максимальное давление сжатия
• Если линии сжатия и расширения совпадают, это говорит о том, что индикатор корректно синхронизирован с двигателем
• Уменьшение высоты на этой диаграмме указывает на низкую компрессию, которая может быть вызвана изношенной гильзой цилиндра, неисправными поршневыми кольцами, недостаточным количеством продувочного воздуха или негерметичным выпускным клапаном

ДИАГРАММА СЖАТИЯ

Вытяжная карта / Диаграмма несовпадения фаз

• Вытяжная карта извлекается аналогично силовой карте с включенным топливным насосом, но с индикаторным барабаном, сдвинутым по фазе на 90 градусов с ходом поршня
• На этой диаграмме более наглядно показаны изменения давления при сгорании топлива.