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 P_i в каждом цилиндре, позволяющее оценить нагрузку цилиндра и развиваемую в нем мощность. Для обеспечения равномерности распределения мощности между цилиндрами, отклонение ∆P_i, от средней величины для всех цилиндров не должно выходить за пределы ±2,5 % (ПТЭ), для современных малооборотных двигателей 0,05 МПа. Величина P_i в основном зависит от количества поступающего в цилиндр и сгорающего в нем топлива. Величина подачи определяется положением рейки ТНВД (индексом ТНВД). Для увеличения P_i рейку следует переставить в сторону большей подачи. Для снижения P_i уменьшите подачу топлива. Если индекс ТНВД рассматриваемого цилиндра показывает большую подачу, a P_i 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 P, можно получить с помощью электронного индикатора, либо оценку нагрузки цилиндров осуществлять по температуре выпускных газов и индексу ТНВД.

• Давление наддува P_s должно соответствовать рекомендациям фирмы Давления P_s, P_c, P_z и t_вг должны быть приведены к стандартным условиямx. Низкое значение P_s свидетельствует о загрязнении проточной части ГТК, увеличении сопротивления за ним (обороты ГТК снижаются), и загрязнении воздухоохладителя (перепад давления в нем увеличивается);
• Давление сжатия P_c не должно выходить за пределы ±2,5 % от среднего. Пониженные значения свидетельствуют о падении давления наддува (проверьте P_s), потере плотности клапанов и износе ЦПГ (см. рис. 1).
• Максимальное давление сгорания Р_z 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:

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

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

1. Температура выпускных газов t_вг 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 φ_нп, продолжительность подачи φ_под, давление начала открытия иглы форсунки P_фо, максимальное давление впрыска P_{т. 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.

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 топливоподачиПроцесс 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.

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.

Рекомендуется к прочтению: Индицирование двигателя

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.