Что такое pz и pc в судовом двигателе

Динамическая регулировка судовой дизельной установки

Страницы работы

Содержание работы

Министерство транспорта РФ

МОРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени адмирала Г. И. Невельского

Лабораторная работа 3

По дисциплине “Судовые двигатели внутреннего сгорания”

ДИНАМИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА СУДОВОЙ ДИЗЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Руководитель работы преподаватель

Выполнил курсант 0351 гр.

Цель работы:Научиться анализировать организацию рабочего процесса и распределения нагрузки по цилиндрам судового дизеля.

Задача регулирования судовой дизельной установки- обеспечить получение от двигателя заданной мощности при равномерном распределении нагрузки по цилиндрам, высокой экономичности и надёжности в работе. Динамическая регулировка выполняется по энергетическим параметрам рабочего процесса, полученным при номинальных или близких к ним значениях мощности и частоты вращения. Необходимость такой регулировки обусловлена применением разных сортов топлива, отсутствием идентичности в воздухоснабжении отдельных цилиндров, различием гидравлических характеристик отдельных элементов топливоподачи, разным техническим состоянием Ц.П.Г. Проверку регулировки дизеля производят: периодически, но не реже 1 раза в месяц; при обнаружении ненормальностей в работе цилиндров; после регулировки или замены Т.Н.В.Д., форсунки.

Динамическая регулировка сводится к проверке и доведению энергоэкономических параметров рабочего процесса до значений, указанных в инструкции по эксплуатации дизеля. К регулируемым параметрам относятся: среднее давление по времени Pt; индикаторное давление Pi; давление конца сжатия Pc; максимальное давление сгорания Pz; температура выхлопных газов по цилиндрам tвг; а также средняя температура газов перед турбиной tт.

1.Среднее индикаторное давление характеризует нагрузку цилиндра и является функцией многих эксплуатационных параметров. Пи прочих равных Рi зависит только от цикловой подачи топлива( для увеличения Рi увеличивают подачу топлива).

Среднее индикаторное давление находят по индикаторным диаграммам. Снятие индикаторных диаграмм для рабочего процесса и определения давления в цилиндре(Рi, Рz, Pc) называется индицированием двигателя. Для индицирования двигателя применяют различные индикаторные( механические, электрические, пневмоэлектрические).В судовой практике наиболее распространение получил механический индикатор с винтовой пружиной(типа «МАЙГАК»).

В эксплуатации судовых дизелей, как правило, снимают следующие виды индикаторных диаграмм: нормальные, сжатия, газообмена, диаграммы-гребёнки и развёрнутые. Следует заметить, что индицирование судового дизеля должно производится при следующих условиях: судно должно следовать прямым курсом без перекладки руля; режим работы двигателя должен быть установившимся, частота вращения и нагрузка должны быть постоянными(для главных двигателей колебание частоты вращения не должно превышать 2,5% среднего значения при отключенном всережимном регуляторе).

Нормальные индикаторные диаграммы(а),(с главных судовых дизелей) служат для определения индикаторного давления и затем мощности Ni.

Диаграммы сжатия. (б), используются для проверки индикаторного привода. При правильно отрегулированном индикаторном приводе линия сжатия и линия привода совпадают. По ним определяется давление Рс и можно также оценить герметичность поршневых колец по величине площадки между линиями сжатия и расширения.

Диаграммы гребёнки.(в), позволяют определить давление в конце сжатия и максимальное давление сгорания на двигателях, не имеющих индикаторных приводов.

Развёрнутые диаграммы. Служат для анализа процесса сгорания, а также для определения Рi.

Среднее индикаторное давление определяют при использовании нормальной индикаторной диаграммы по формуле:

Площадь индикаторной диаграммы (Fi) измеряют планиметром. Длину диаграммы(L) замеряют между касательными к крайним точкам контура диаграммы, которые проводятся перпендикулярно атмосферной линии. Наиболее точно величина Рi определяется по развёрнутой индикаторной диаграмме, полученной с помощью специального измерительного комплекса. В данном комплексе для индицирования двигателя применяют пьезоэлектрические, ёмкостные, тензометрические и пневмоэлектрические датчики. Рабочий процесс записывается на осциллографе.

2.Среднее давление по времени. Как и Рi, от цикловой подачи топлива. Для измерения Рt служат пиметры, разделяющиеся по конструкции на механические и пневматические.

3.Давление в конце сжатия Рс зависит от состояния поршневых колец и степени сжатия двигателя. Величину Рс определяют по максиметру, либо по индикаторной диаграмме при выключенной подаче топлива в цилиндр.

Регулировка Рс производится изменением толщины прокладки под цилиндровой крышкой или под корпусами крейцкопфных подшипников, или «компрессионной» прокладкой под пяткой шатуна.

4.Максимальное давление сгорания обусловлено давлением Рс, цикловой подачей топлива и углом опережения подачи топлива(Рz возрастает при увеличении Рс, gц, .).

Источник

Практическое занятие №8. Контролируемые параметры работы судового дизеля

Изучить параметры работы судового дизеля и влияние различных факторов на их значения.

Формируемые общие и профессиональные компетенции: ОК 1, ОК 2, ОК 3, ОК 4, ОК 5, ОК 6, ОК 7, ОК 8, ОК 9, ОК 10, ПК 1.1, ПК 1.2, ПК 1.3, ПК 1.4, ПК 1.5.

Используемые источники: [4, с. 88-111; 8, с. 36-50]

Во время работы дизелей мощностью 220 кВт и выше необходимо контролировать следующие основные параметры:

— среднее индикаторное давление при наличии на дизеле индикаторного привода;

— давление в конце сжатия P_c;

— максимальное давление сгорания P_z;

— среднее давление по времени P_t;

— давление продувочного (наддувочного) воздуха P_н;

— температуру выпускных газов t_г;

— удельный расход топлива g_e;

Кроме указанных, следует также контролировать параметры в соответствии с утвержденной формой машинных журналов и журналов индицирования.

Периодичность индицирования дизеля и определения основных параметров устанавливается механико-судовой службой (МСС), либо инженерно-технической службой (ИТС) или специалистом судовладельца в соответствии с требованиями заводской инструкции и в зависимости от типа дизеля, его технического состояния, условий эксплуатации, но не реже чем через каждые 400 ч работы.

Индицирование дизелей, кроме сроков, установленных службой судовладельца (МСС, ИТС), должно проводиться в следующих случаях:

— при обнаружении ненормальной работы одного или нескольких цилиндров;

— после регулировки топливоподачи, замены форсунки или топливного насоса, после ремонта или замены деталей движения и замены цилиндровой крышки или втулки;

— после перехода на новый сорт топлива.

Результаты индицирования дизелей, оборудованных индикаторными приводами, должны быть занесены в журнал индицирования главного двигателя. Результаты теплотехнического контроля дизелей мощностью 220 кВт и выше, не имеющих индикаторных приводов, заносятся в журнал теплотехнического контроля двигателей. Рабочий процесс дизелей мощностью менее 220 кВт необходимо контролировать по параметрам, определяющим их тепловую нагрузку.

Для проверки распределения нагрузки по цилиндрам и качества регулировки контролируют следующие параметры работы дизелей (по цилиндрам):

— температуру выпускных газов по штатным термометрам;

— разность частоты вращения при последовательном отключении цилиндров в случае отсутствия индикаторных кранов;

— среднее давление по времени, замеряемое с помощью пиметра, или максимальное давление сгорания, замеряемое максиметром или индикатором, при наличии индикаторных кранов;

— среднее индикаторное давление при наличии индикаторного привода.

Контроль за параметрами работы дизеля должен производиться на установившемся номинальном режиме или близком к нему, но не менее 85% номинального.

Температура выпускных газов по цилиндрам и в выпускном коллекторе в процессе регулировки должна измеряться термоэлектрическими комплектами или ртутными термометрами, предварительно протарированными по заведомо исправным.

Максимальное давление сгорания p определяется с помощью z индикатора (снятие гребенок) или максиметра.

Расход циркуляционного масла на дизель контролируется по уровню масла в картере (для дизелей с мокрым картером) или в сточной масляной цистерне (для дизелей с сухим картером). Расход цилиндрового масла на дизель контролируется по уровню масла в бачке лубрикатора (для дизелей с лубрикаторной смазкой). Определение расхода производится путем долива заранее измеренного количества масла до первоначального уровня в картере, или в сточной цистерне, или в бачке лубрикатора после продолжительной работы (24 – 48 ч) на установившемся режиме. Доливку масла в картер или в сточную цистерну следует производить не ранее чем через час после остановки дизеля.

Расход топлива на дизель определяется с помощью специальных тарированных мерных баков, расходомеров или расходных цистерн, оборудованных шкалой тарировки. При нормальном техническом состоянии дизеля расход топлива должен соответствовать значениям, гарантируемым заводом-изготовителем.

На номинальном режиме работы значения параметров каждого цилиндра не должны превышать (в %):

— среднее индикаторное давление +/- 2,5;

— максимальное давление сгорания +/- 3,5;

— температура выпускных газов +/- 5;

— давление в конце сжатия +/- 2,5;

— среднее давление по времени +/- 3.

Отклонение значений указывает на неравномерность распределения нагрузки.

Порядок выполнения работы:

1. Записать параметры работы судового дизеля.

2. Проанализировать влияние различных факторов на параметры работы судового дизеля.

Номер и тема практического занятия

Отчет о выполнении работы

Список использованной литературы и других источников

Даты выполнения и подписи курсанта и преподавателя.

Вопросы для самоконтроля:

1. Перечислите основные параметры работы судового дизеля.

2. Какие значения необходимо поддерживать температуры охлаждающей воды?

3. Какие значения необходимо поддерживать температуры смазочного масла?

4. Как регулируется вязкость топлива?

5. Какое отклонение значений параметров каждого цилиндра не должны превышать в % на номинальном режиме работы?

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

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:

Механическая напряженность характеризуется также отношениями

Рис. 2 Поздняя подача 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.

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

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

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.

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

Источник

Динамическое регулирование дизеля

Динамическое регулирование сводится к проверке и доведению основных эксплуатационных параметров индикаторного процесса до значений, рекомендованных заводом-строителем дизеля.

К основным параметрам относятся:

Качество регулирования дизеля проверяют путем его индицирования и измерения расхода топлива периодически, но не менее одного раза в месяц:

· после замены ТНВД, форсунки;

· ремонта или замены поршня, втулки, крышки цилиндра;

· при переходе на другой сорт топлива;

· при резком увеличении его движения;

· при повреждении гребного винта;

· при обнаружении неисправности в работе одного или нескольких цилиндров.

Среднее индикаторное давление Pi

Характеризует нагрузку цилиндра и является функцией многих эксплуатационных параметров, однако при прочих равных условиях зависит только от цикловой подачи топлива qц (для повышения Pi, следует увеличить qц).

Среднее давление по времени Pt

Как и Pi, зависит от цикловой подачи топлива. Вероятность ошибки при оценке равномерности нагрузки по цилиндрам его значению Pt определенному с помощью пиметра, меньше чем при нахождении по индикаторной диаграмме (исключается влияние на точность определения состояния индикатора и его привода и ошибок при обработке индикаторной диаграммы).

По давлению Pt нельзя узнать мощность цилиндра, показания пиметра, прежде всего зависят от максимального давления сгорания Pz.

Регулируют Pi (Pt) в клапаном ТНВД с регулированием начала подачи, изменением длины толкателя (для увеличения Pi длину толкателя требуется уменьшить).

В клапаном ТНВД с регулированием конца подачи, изменением зазора между толкателем и шпинделем регулирующим отсечной клапан (для увеличения Pi зазор следует увеличить).

В золотниковом ТНВД с регулированием конца подачи, изменением положения зубчатой рейки, связанной с поворотной втулкой плунжера насоса.

В клапано-золотниковых насосах с регулированием по концу подачи (дизеля М/Т-48) тонкая подрегулировка цикловой подачи может производиться за счет изменения длины толкателя плунжера (для увеличения Pi длину толкателя следует уменьшить).

Критерием равномерного распределения нагрузки (мощности) по цилиндрам является только цикловая подача топлива. Pi (Pt) и другие параметры являются производными qц.

При установившейся частоте вращения коленвала Pz в незначительной степени можно регулировать изменением qц, но чаще всего его регулируют за счет изменения угла опережения впрыска Фоп, что достигается следующим образом:

Температура выпускных газов

Т.В.Г. по цилиндрам при прочих равных условиях зависит только от величины qц и Фоп, (температура возрастает при увеличении qц и уменьшении Фоп).

У некоторых дизелей с импульсным газотурбинным наддувом вследствие различного расположения выпускных патрубков, отдельные термометры всегда показывают завышенную температуру газов по сравнению с соседними цилиндрами. Поэтому показания этих термометров необходимо сравнить с показаниями стендовых и ходовых испытаний дизеля.

Источник

Что такое pz и pc в судовом двигателе

Судовые двигатели внутреннего сгорания

Контроль за работой судовых дизелей

Конструкция индикатора с цилиндрической пружиной показана на рис. 3. Корпус 2 индикатора представляет собой массивную отливку, которая служит площадкой для крепления всех частей прибора. Правая нижняя часть корпуса оканчивается свободно сидящей накидной гайкой 19, при помощи которой индикатор плотно соединяется с индикаторным краном цилиндра двигателя. В этой же точке основания сделана сквозная расточка, в которую установлена бронзовая втулка 17 и стальной поршенек 18, насаженный на шток 15. Шток верхним концом соединяется с последним витком цилиндрической пружины 13 при помощи гайки 12. В основании цилиндрической пружины имеется стальная обечайка с внутренней резьбой, которой она наворачивается на верхнюю часть крышки 11 индикатора. Крышка 11 крепится гайкой 16. Отверстие в крышке служит направляющей для штока. На верхней части крышки укреплена система шарнирных рычагов 14, при помощи которых шток соединен с пишущим устройством 21.

С левой стороны площадки на вертикальной оси 6 установлен барабан 9. Пружина 7 одним концом закреплена на оси, а другим — на основании барабана. Основание барабана с наружной стороны имеет желобок, на который наматывают в виде спирали два витка шнура 5. Шнур пропускают через ролик 4, поворотную обойму 22 которого крепят к корпусу индикатора гайкой 3. Конструкция обоймы и способ ее крепления к корпусу позволяют ролику занимать любое положение относительно корпуса прибора.

Бумажный индикаторный бланк из специальной мелованной бумаги закрепляют на барабане 9 с помощью двух пластинчатых пружин 8. Для смазки втулки и оси барабана предусмотрена тавотница 1. Пишущее устройство вместе с системой шарнирных рычагов может поворачиваться на некоторый угол при помощи установочной винтовой рукоятки 20, опирающейся на стойку 10. Этой рукояткой регулируется степень нажатия карандаша на индикаторный бланк. В процессе индицирования двигателя давление газов в рабочем цилиндре передается на поршенек 18 индикатора, который совершает восходящее движение, растягивая пружину 13 и перемещая пишущее устройство.

Рис. 4. Индикаторная цилиндрическая пружина.

Выбор цилиндрической пружины производят из условий наибольшего давления в цилиндре двигателя, при котором предполагается снятие индикаторной диаграммы (рис. 4).

Рис. 5. Кинематическая схема индикатора со стержневой пружиной.

Из рисунка видно, что на конце пружины имеется шарик, который входит в выточку штока поршенька. При вертикальном перемещении поршенька под действием давления газов свободный конец пружины 1 также перемещается на некоторую величину в зависимости от жесткости пружины. Пишущее устройство работает так же, как и в индикаторе с цилиндрической пружиной. Запорный кран 6 служит для сообщения полости индикатора с рабочим цилиндром двигателя. К индикатору прилагается комплект стержневых пружин различной жесткости.

Рис. 6. Индикатор со стержневой пружиной.

Кроме нормальных индикаторных диаграмм с помощью индикаторов можно получить диаграммы развернутые, смещенные, снятые слабыми пружинами и так называемые «гребенки давления».

Развернутые индикаторные диаграммы снимают с двигателей, не имеющих ходоуменьшителей. Для снятия таких диаграмм применяют механические индикаторы пружинного типа, в которых барабан с бумагой получает непрерывное вращение от привода, независимо от вала двигателя, например, от часового механизма. Такой индикатор устанавливают, как и обычный, на индикаторный кран. На развернутой индикаторной диаграмме зафиксированы мертвые точки, атмосферная линия и масштаб давления. Для определения среднего индикаторного давления нужно развернутую диаграмму соответствующим графическим способом перестроить в координаты pV (рис. 7).

Смещенные индикаторные диаграммы получают сцеплением шнура индикатора с ходоуменьшителем соседнего цилиндра (при условии заклинки кривошипов коленчатого вала под углами 120 и 90°). В данном случае одно из крайних положений поршня будет соответствовать примерно середине смешанной диаграммы. В этот момент барабан индикатора вращается с наибольшей угловой скоростью.

В результате участок диаграммы рφ, соответствующий процессу сгорания, получается искусственно растянутым, что позволяет проанализировать изменение давления во время горения и выявить недостатки в работе топливной аппаратуры. Кроме того, по смещенной диаграмме можно определить р_c, p_z, а также сделать вывод об относительной величине угла опережения подачи топлива в цилиндре двигателя (рис. 8).

На диаграмме точка С соответствует началу процесса горения топлива. Чтобы положение этой точки было более отчетливым, на диаграмме вычерчивают линию расширения без горения (показана штриховой линией), т. е. при выключенном топливном насосе. Если на смещенную диаграмму нанести две вспомогательные линии (показаны штрихпунктиром) и таким образом зафиксировать положение точки С, а также величины давления р_c и p_z, то очевидно, что любое отклонение от такой эталонной диаграммы станет сразу же заметным. Подобная диаграмма должна быть снята с цилиндра, на котором точно отрегулированы фазы газообмена и подачи топлива в соответствии с инструкциями завода-изготовителя.

Гребенки давлений снимаются в тех случаях, когда на двигателе нет индикаторного привода или когда отсутствует необходимость в определении индикаторной мощности, а требуется определить степень загрузки отдельных цилиндров. На рис. 10 показан индикаторный бланк, на котором вычерчены гребенки давлений сжатия р_c и давлений сгорания р_z шестицилиндрового двигателя. Для этого барабан индикатора поворачивают вручную за шнур, прижимая пишущее устройство к бланку. Очевидно, что ординаты «пик» при выключенной и включенной подаче топлива будут соответственно в масштабе пружины указывать величины давлений газа р_c и р_zразличных цилиндров.

Рис. 10. Гребенки давлений.

Номера цилиндров указаны внизу цифрами 1 — 6. От атмосферной линии р₀ в масштабе пружины индикатора откладывают наименьшее и наибольшее давления конца сжатия (р_{c min}и p_{c max}) и давления сгорания (p_{z min} и p_{z max}), указанные в паспорте двигателя. Если в паспорте указаны только средние значения р_c и р_z, то отклонения от них допускаются в пределах ±2,5 %; если даны нижние значения тех же давлений, то отклонения допустимы не более ±5 %.

Источник