Построение развернутых индикаторных диаграмм

Введение

 

Для развития речного транспорта характерен рост грузоподъемности и скорости движения судов и составов. Это требует непрерывного увеличения мощности судовых энергетических установок. Суда оснащены дизельными энергетическими установками, поэтому эффективность использования и безопасность эксплуатации судов во многом определяет техническое состояние главных и вспомогательных дизелей. Поддержание дизелей в технически исправном состоянии связано с большими материальными и трудовыми затратами. В связи с этим возникает необходимость совершенствования системы технического обслуживания и ремонта судовых дизелей.

Одним из путей повышения эффективности технического обслуживания, ремонта и увеличения эксплуатационной надежности и долговечности судовых дизелей является широкое внедрение средств технического диагностирования в практику работы судовых экипажей, береговых производственных участков и судоремонтных заводов.

Техническая диагностика самом общем случае предусматривает решение следующих задач:

1. Определение действительного технического состояния;

2. Поиск дефектов;

3. Прогнозирование изменения технического состояния во времени.

 

Построение эталонной индикаторной диаграммы

 

Определение характерных объемов цилиндра

Рабочий объем цилиндра, см³

где – диаметр цилиндра, см;

– ход поршня, см.

Объем камеры сгорания, см³

где – степень сжатия.

Объем в точке Z (при максимальном давлении сгорания), см³

где – степень предварительного расширения.

Полный объем цилиндра, см³

 

Определение давлений

 

Значения давлений в характерных точках индикаторной диаграммы определяются по следующим зависимостям:

 

 

Давление в точке С, МПа

где – степень повышения давления.

Давление в точке А, МПа

где – показатель политропы сжатия.

Давление в точке В, МПа

Расчет политроп сжатия и расширения

Политропа сжатия

Политропа расширения

Результаты расчетов по формулам (1.8) – (1.9) сводятся в таблицу 1.1.

 

Таблица 1.1 – Расчет политроп сжатия и расширения эталонной диаграммы

№ п/п	Va / Vx	Pсж, кПа	№ п/п	Va / Vx	Pрасш, кПа
	10,000 5,000 3,333 2,500 2,000 1,667 1,429 1,250 1,111 1,000	3659,34 1405,99 803,481 540,207 397,031 308,713 249,556 207,558 176,42 152,547		10,000 5,000 3,333 2,500 2,000 1,667 1,429 1,250 1,111 1,000	7709,494 3263,989 1974,220 1381,883 1047,859 835,830 690,405 585,051 505,551 443,635

 

Строим эталонную развернутую индикаторную диаграмму в координатах j - P.

Результатом построения развернутой индикаторной диаграммы является таблица 1.2

Таблица 1.2 – Эталонная развернутая индикаторная диаграмма

fi, пкв	Pэт, кПа	Pэ'= (Pэ - 100), кПа
...	...	...
	118,8	18,8
	124,7	24,7
	135,6	35,6
	183,9	83,9
	233,7	133,7
	822,8	722,8
		Продолжение таблицы 1.2
	1576,4	1476,4
	3130,7	3030,7
	4442,7	4342,7
371,8189
	3810,2	3710,2
	2096,2	1996,2
	1289,6	1189,6
	882,4	782,4
	659,2	559,2
	528,7	428,7
	449,2	349,2
	399,8	299,8
	369,9	269,9
	353,9	253,9
	348,8	248,8
...	...	...

где P`_эт – избыточное давление в цилиндре (с учетом атмосферного давления воздуха).

Построение индикаторных диаграмм для всех цилиндров

 

Построение развернутых индикаторных диаграмм

Поскольку значения давлений в характерных точках индикаторных диаграмм цилиндров, в которых имеются неисправности, известны и не равны соответствующим эталонным значениям, необходимо уточнить значения показателей политроп сжатия и расширения по формулам:

где – берутся из таблицы пункта 5 задания;

– берутся из таблицы пункта 4 задания.

Определим показатели политроп для первого цилиндра

Определим показатели политроп для шестого цилиндра

Построение производится как для эталонной индикаторной диаграммы.

Развернутые индикаторные диаграммы строятся на листе с эталонной диаграммой.

Полученные в результате расчета данные по индикаторным диаграммам цилиндров дизеля сводятся в таблицы 2.1 и 2.2.

 

 

Таблица 2.1 – Развернутая индикаторная диаграмма 4-го цилиндра

fi, пкв	P1, кПа	P1 = (P1 - 100), кПа
...	...	...
	118,8	18,8
	124,7	24,7
	135,6	35,6
	153,9	53,9
	183,8	83,8
	233,6	133,6
	320,7	220,7
	484,5	384,5
	821,6	721,6
	1573,4	1473,4
	3123,1	3023,1
	4430,8	4330,8
371,8189
	3627,8	3527,8
	1986,3	1886,3
	1217,3	1117,3
	830,4	730,4
	618,9	518,9
	495,5	395,5
	420,4	320,4
	373,9	273,9
	345,7	245,7
	330,6	230,6
	325,8	225,8
		Продолжение таблицы 2.1
...	...	...

 

Таблица 2.2 – Развернутая индикаторная диаграмма 6-го цилиндра

fi, пкв	P6, кПа	P6 = (P6 - 100), кПа
...	...	...
	106,6	6,6
	111,9	11,9
	121,9	21,9
	138,4	38,4
	165,6	65,6
	210,8	110,8
	290,2	190,2
	439,9	339,9
	749,1	649,1
	2878,3	2778,3
	4095,1	3995,1
371,8189
	3532,2	3432,2
	1879,3	1779,3
	1125,2	1025,2
	753,7	653,7
	553,9	453,9
	438,8	338,8
	369,4	269,4
		Продолжение таблицы 2.2
	326,7	226,7
	287,2	187,2
	282,8	182,8
...	...	...

 

 

Рисунок 2.1 - Развернутая индикаторная диаграмма