Индицирование двигателя

Под индицированием понимается снятие с последующей обработкой индикаторных диаграмм, представляющих собой графическую зави­симость развиваемого в рабочем цилиндре давления в функции хода поршня S или пропорционального ему объема цилиндра Vs (см. рис. 1 и 2).

Индикаторы «Майгак»

Диаграммы снимаются с каждого рабочего цилиндра с помощью спе­циального прибора — индикатора поршневого типа «Майгак». Наличие диаграммы позволяет определить важные для анализа рабочего процесса параметры Рi, Рс и Рмакс. Диаграмма на рис. 1 типична для двигателей, при эксплуатации которых главная задача состояла в снижении уровня механической напряженности и содержания в выхлопе окислов азота. Для этого, как уже ранее отмечалось, осуществляется более поздний впрыск топлива и сгорание происходит с меньшим ростом давления и температур в камере сгорания.

Индикаторная диаграмма двигателя МАН-БВ KL-MC
Рис. 1 Индикаторная диаграмма двигателя МАН-БВ KL-MC

Если же главная цель состоит в повышении экономичности двигателя, то сгорание организуется с более ранней подачей топлива и, соответс­твенно, большим ростом давлений. При наличии электронной системы управления подачей топлива такая перестройка легко осуществляется.

На диаграмме рис. 2 четко видны два горба — сжатие и затем сгора­ние. Такой характер достигнут за счет еще более поздней подачи топлива. На рисунках приведены два вида диаграмм — свернутая, по которой оп­ределяется среднее индикаторное давление, и развернутая, позволяющая визуально оценить характер развития процессов. Подобные диаграммы можно получить при использовании поршневого индикатора «Майгак», для которого необходимо наличие индикаторного привода, позволяющего

Индикаторная диаграмма двигателя МАН-БВ SMC
Рис. 2 Индикаторная диаграмма двигателя МАН-БВ SMC

синхронизировать вращение барабана индикатора с движением поршня индицируемого цилиндра. Подключение привода позволяет получить свернутую диаграмму, планиметрированием площади которой определя­ется среднее индикаторное давление, представляющее собой некоторое среднее условное давление, действующее на поршень и совершающее в течение одного хода работу, равную работе газов за цикл.

Pi = Fинд.д/ L m, где Fинд.д — площадь диаграммы, пропорциональная работе газов за цикл, L — длина диаграммы, пропорциональная величине рабочего объема цилиндра, m — масштабный множитель, зависящий от жесткости пружины поршня индикатора.

По Pi подсчитывается индикаторная мощность цилиндра Ni = C Pi n, где η — число оборотов 1/мин и С — постоянная цилиндра. Эффективная мощность Ne = Ni ηмех кВт, ηмех -механический кпд двигателя, который можно найти в документации по двигателю.

Перед тем, как приступить к индицированию, проверьте состояние индикаторного крана и привода. Возможные ошибки в их состоянии проиллюстрированы на рис. 3.

Гребенка (рис. 2) снимается при ручном управлении шнуром, отсоединенным от индикаторного привода. Наличие гребенки поз­воляет оценить стабильность циклов и более точно замерить Рмакс. Если пики одинаковы, то это свидетельствует о стабильной работе топливной аппаратуры.

Важно отметить, что поршневые индикаторы обладают малой часто­той собственных колебаний. Последняя должна,как минимум, в 30 раз превышать число оборотов двигателя. В противном случае индикатор­ные диаграммы будут сниматься с искажениями. Поэтому применение

Ошибки в настройке привода индикатора
Рис. 3 Ошибки в настройке привода индикатора

поршневых индикаторов ограничивается 300 об/мин. Индикаторы со стержневой пружиной обладают большей частотой собственных коле­баний и их применение допускается в двигателях с частотой вращения до 500-700 об/мин. Однако, в таких двигателях индикаторный привод отсутствует и приходится ограничиваться снятием гребенок или раз­вернутых диаграмм, по которым среднее индикаторное давление не определить.

Второе ограничение касается величины максимального давления в цилиндрах. В современных двигателях с высоким уровнем форсировки оно достигает 15-18 МПа. При используемом в индикаторе «Майгак» пор­шне для дизелей диаметром 9,06 мм максимально жесткая пружина огра­ничивает Рмакс = 15 МПа. При такой пружине точность измерения весьма низкая, так как масштаб пружины составляет 0,3 мм на 0,1 МПа.

Существенно также, что работа по индицированию довольно утоми­тельна и трудоемка, а точность результатов невысока. Малая точность обусловливается ошибками, возникающими из-за несовершенства инди­каторного привода и неточности обработки индикаторных диаграмм при их ручном планиметрировании. Для сведения — неточность индикатор­ного привода, выражающаяся в смещении ВМТ привода от ее истинного положения на 1°, приводит к ошибке примерно в 10%.

Рекомендуется к прочтению:
Контроль и регулирование рабочих процессов, измерительные приборы
Электронные индикаторы

Декабрь, 23, 2017 1340 0
Читайте также