Анализ результатов измерений, регулирование рабочего процесса

Для анализа состояния рабочего процесса двигателя измерения реко­мендуется проводить на режиме полной нагрузки (режим полного хода).

В комплекс параметров, подлежащих оценке, входят:

  • Среднее индикаторное давление Pi в каждом цилиндре, поз­воляющее оценить нагрузку цилиндра и развиваемую в нем мощ­ность. Для обеспечения равномерности распределения мощности между цилиндрами, отклонение ∆Рi, от средней величины для всех цилиндров не должно выходить за пределы ±2,5% (ПТЭ), для современных малооборотных двигателей 0,05 МПа. Величина Pi в основном зависит от количества поступающего в цилиндр и сгорающего в нем топлива. Величина подачи определяется поло­жением рейки ТНВД (индексом ТНВД). Для увеличения Pj рейку следует переставить в сторону большей подачи. Для снижения Pj уменьшите подачу топлива. Если индекс ТНВД рассматриваемого цилиндра показывает большую подачу, a Pi низкое, то причиной может быть плохое распыливание топлива (неудовлетворительная работа форсунки), подтверждение этому — высокая температура выпускных газов. Вторая причина — пропуски в ТНВД (износ плунжерной пары, потеря плотности всасывающего клапана — не­обходима переборка ТНВД, если индекс приходится увеличивать на 10%). Третья причина — плохое качество топлива, низкая теп­лота сгорания.

При отсутствии индикаторного привода Р, можно получить с по­мощью электронного индикатора, либо оценку нагрузки цилиндров осуществлять по температуре выпускных газов и индексу ТНВД.

  • Давление наддува Ps должно соответствовать рекомендациям фирмы. Низкое значение Ps свидетельствует о загрязнении проточ­ной части ГТК, увеличении сопротивления за ним (обороты ГТК снижаются), и загрязнении воздухоохладителя (перепад давления в нем увеличивается);
  • Давление сжатия Рс не должно выходить за пределы ±2,5% от среднего. Пониженные значения свидетельствуют о падении давления наддува (проверьте Рs), потере плотности клапанов и износе ЦПГ (см. рис. 1).
Низкое давление сжатия
Рис. 1 Низкое давление сжатия
  • Максимальное давление сгорания Рz характеризует экономич­ность протекания рабочего процесса и уровень механической напря­женности. Оно никогда не должно выходить за рекомендованные фирмой пределы. Отклонение от среднего должно укладываться в ±3,5% (в современных малооборотных двигателях ±0,3 МПа).

Механическая напряженность характеризуется также отношениями

Рz / Рi и Рz / Pc,

определяющими ударность нагрузок. Обратите внимание, что при пла­вании в балласте ср. индикаторное давление пониженное и отношение Рz / Рi, если не принять меры к снижению Pz, увеличивается. Фирма МАН-БВ ограничивала это отношение 9,5. Ранее уже отмечалось, что регулирование максимального давления сгорания достигается путем изменения угла опережения подачи топлива

Поздняя подача топлива
Рис. 2 Поздняя подача топлива

Имейте также в виду, что с увеличением индекса ТНВД Рz прямо пропорционально увеличивается, поэтому увеличивая нагрузку не за­будьте проверить Рz и, если необходимо — уменьшить угол опережения подачи топлива.

Ранний впрыск топлива
Рис. 3 Ранний впрыск топлива
  1. Температура выпускных газов tвг является важным параметром, так как она характеризует наличие необходимого избытка возду­ха в цилиндрах ( работу системы воздухоснабжения — наддува), качество распыливания и сгорания топлива и, при прочих равных условиях, косвенно указывает на нагрузку цилиндра (количество сжигаемого топлива — величина подачи). При недостатке воздуха — низком давлении наддува, высокой температуре надувочного воздуха, температура выпускных газов повышается. Потеря плотности выпускных клапанов также приводит к росту температуры. При всех условиях она не должна выходить за рекомендованные фирмой пределы, допускаемые отклонения от средней величины ±5%. Важ­ность контроля за температурой выпускных газов диктуется также тем, что она косвенно характеризует уровень теплонапряженного состояния двигателя. Для контроля за теплонапряженностью ряд исследователей рекомендовали устанавливать в головки поршней, днища крышек цилиндров и во втулки цилиндров термопары. Однако, сложность токосъема и существенное усложнение конструкции может быть оправдано лишь в исследовательских целях и совершенно неприемлемо в эксплуатации.
  2. Параметры топливоподачи — угол опережения впрыска топлива φнп, продолжительность подачи φпод, давление начала открытия иглы форсунки Рф0, максимальное давление впрыска Рт.макс. могут быть получены из кривых давлений впрыска, снимаемых с помощью датчика давления, устанавливаемого между штуцером форсунки и топливопроводом высокого давления. Перечисленные параметры используются при анализе технического состояния топливной аппаратуры путем их сопоставления с эталонными, значения ко­торых должны соответствовать аналогичному по нагрузке и обо­ротам режиму. Задача анализа существенно облегчается, если для сопоставления используются ранее полученные кривые давлений впрыска, снятые на двигателе при исправном состоянии топливной аппаратуры. Современная электронная измерительная аппаратура позволяет эти кривые сохранять в памяти и при необходимости накладывать на кривые, получаемые при текущем измерении.

Примеры анализа с использованием эталонных кривых топливоподачи приведены на рис. 4 и 5.

Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Рис. 4 Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Рис. 4.1 Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Рис. 4.2 Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры

Из кривых (вариант А) видно, что подача топлива заканчивается раньше, начало подачи и характер кривых на основном начальном участке совпадают. Это свидетельствует о том, что ТНВД подает топлива мень­ше — мал индекс топливоподачи. Доказательством может также служить более низкая температура выхлопных газов.

Из кривых (вариант В) видно, что скорость роста давлений впрыска после открытия иглы форсунки меньше эталонной, ниже и максимальное давление впрыска — причины: низкая вязкость топлива (маловероятно) или эрозионный износ сопловых отверстий. Это отрицательно ска­зывается на качестве распыливания и сгорания топлива, температура выхлопных газов растет, выхлоп приобретает темную окраску. Всеми двигателестроителями увеличение диаметра сопловых отверстий огра­ничивается 10%.

Из кривых (вариант С) видно, что давление впрыска увеличивается, хотя индекс топливной рейки одинаков. Причина — высокая вязкость топлива (нарушение в работе вязкозиметра или подогревателя), скажется на всех ТНВД. Вторая причина — закоксовывание сопловых отверстий из-за нарушений в охлаждении распылителя или, что чаще — пропуски топлива под иглу.

Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Рис. 5 Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Рис. 5.1 Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры
Рис. 5.2 Примеры нарушений в работе топливной аппаратуры

Из кривых (вариант D) видно, что начало подачи смещено в сторону запаздывания, давления впрыска растут медленнее, максимальное дав­ление ниже. Причины: износ плунжерной пары, пропуски в клапанах ТНВД. Для компенсации потери подачи на утечки приходится увели­чивать индекс топливной рейки.

ПРАВИЛО — если для компенсации утечек приходится увеличивать индекс на 10 и более %, плунжерную пару следует заменять на новую. Первым признаком износа пар всех насосов или большинства служит резкое ухудшение пусковых свойств двигателя.

Из кривых (вариант Е) видно, что открытие иглы происходит раньше и при более низком давлении, что свидетельствует о ослаблении затяга пружины иглы форсунки или ее поломке.

Из кривых (вариант F) видно, что давление открытия иглы выше нормального и поэтому игла открывается позже — позже про­исходит начало подачи. Причина — затяг пружины иглы превышает нормальную величину.

Рекомендуется к прочтению:
Индицирование двигателя
Электронные индикаторы

Декабрь, 25, 2017 370 0
Читайте также