柴油机示功图测录与分析

柴油机示功图测录与分析第一节示功图的测录一、机械式示功器1.结构和工作原理压力感受机构转筒机构记录机构2.机械示功器小活塞和弹簧的选择•小活塞的类型–1/1(标准活塞)–1/2(其面积为1/1活塞的1/2)–1/5(其面积为1/1活塞的1/5)在测p-V示功图时均采用1/5小活塞,当测取弱弹簧示功图时则采用1/1小活塞。弹簧比例(mm/MPa）1210876543气缸爆压（MPa）4.05.06.07.08.010.012.515.0•弹簧比例的选择（mm/MPa）压力变化1MPa时，弹簧变形量（mm）根据小活塞和爆压选择3.机械示功器的传动机构•示功器传动机构的类型(1)曲柄式传动机构(2)凸轮式传动机构(3)杠杆式传动机构•基本要求:柴油机活塞行程缩小后的长度应与转筒的周长相适应,且略小于转筒周长;转筒的转动必须严格地与柴油机活塞的运动相对应,以便正确反映柴油机活塞运动规律。4.机械示功器的优缺点和适用范围•适用范围：–只适用于低速机和部分中速机•卷簧式：适用于400r/min以下的柴油机使用;•柱簧式：适用于700~1000r/min的柴油机使用•优点：–结构简单,工作可靠,使用方便•缺点：–自振频率很低。二、电子示功器•组成：–传感器、测量电路和记录显示装置三部分。•基本原理：–通过各种形式(如电阻应变式、压电式、电容和电感式)的传感器测量缸内压力;–通过光电或磁电变换测量曲轴转角–输出电量经放大器等中间环节输送到记录显示装置进行观察或打印。电子示功装置的优缺点及适用范围•优点：–固有频率高,即具有良好的高频特性,频率特性宽–测量误差小(小于1%)–灵敏度高,线性好–利于实现远距离监测、数字显示及自动控制•缺点–易受外界干扰影响•适用于低、中、高速柴油机三、示功图的种类和用途1.p-V示功图计算柴油机的功率调整各缸负荷的均匀性量取最高爆炸压力判断各缸燃烧情况以及计算缸内瞬时温度等2.p-V转角示功图用来分析燃烧过程的进行情况不能作为计算功率的依据。3.手拉展开示功图可配合p-V示功图研究燃烧过程。4.梳形示功图梳形示功图可用来检查压缩终点的压力pc和最高爆发压力pz。5.弱弹簧示功图用来研究和检查换气过程6.p-φ展开示功图计算柴油机的指示功率评估燃烧与扫气过程测取缸内最高爆发压力pz和压缩压力pc计算放热率,测定发火角第二节、示功图的分析和计算1.正常示功图的特征一、示功图的分析各缸有关热力参数的不均匀度应满足如下要求:工作参数不均匀度(%)压缩压力pc≤±5最高爆发压力pz≤±5平均指示压力pi≤±5排气温度Tr≤±5(中、高速增压机为8%)其中%100)(各缸平均值各缸平均值值最小最大不均匀度2.示功器传动机构不正常引起的畸形示功图示功器传动机构定时不正常超前胖滞后瘦测纯压缩图判断定时示功器转筒绳索太长或太短绳长切头绳短切尾特点:(1)最高爆发压力pz增大,高于正常值,压力上升曲线陡削,(2)燃烧曲线过早地脱离压缩曲线,发火(3)膨胀曲线降低(排气温度下降)3.气缸内工作过程不正常引起的畸形示功图特点:(1)最高爆发压力pz明显降低,即示功图高度下降。(2)示功图头部圆滑,发火点后移,甚至发生在上止点后,表示燃烧后移。(3)膨胀线较正常示功图高(图中虚线为正常示功图)特点:-其示功图与燃烧太晚畸形示功图相似-膨胀曲线升高,示功图头部的膨胀曲线出现波动-最高爆发压力pz降低-但发火点基本未变二、示功图的计算1、面积仪法hi=f/L(mm)Pi=hi/M)2(101921100yyyyyhi2、十等分法