Причины искажения индикаторных диаграмм и способы их устранения

Вид искажения	Возможные причины искажения	Способы устранения искажения
Линия расширения имеет волнистый или ступенчатый вид   2.)Диаграмма обрезается сверху по горизонтали	Повышенное трение в поршневой паре индикатора; перенос штока; попадание из индикаторной трубы и клапанов кокса, грязи, металличес­кой стружки; не­достаточный про­грев индикатора; колебания пишу­щего механизма на высокооборотном дизеле; пропуск через поршневые кольца     Слабая индикаторная пружина; пишущий механизм закреплен с помощью хомутика на штоке поршенька выше своего нормал. положения.	Вскрыть, промыть, протереть и смазать поршневую пару; сменить масло на менее вязкое; хорошо продуть индикаторную трубу и клапан; прогреть индикатор. Поставить более жесткую пружину или заменить ин­дикатор типа 50 на тип 30. Если данные мероприятия не устраняют искажения, то причина их в перекосе пор- шневого штока. В этом случае необходимо заменить всю поршневую пару новой. Если замена невозможна, то при обработ- ке диаграммы необходимо провести ее корректировку. Для этого надо провести среднюю линию между вершинами волн, по которой сле- дует планимитрировать диаграмму. Установить новые поршневые компрес- сионные кольца.     Поставить более жесткую пру- жину, хомутик пишущего механизма опустить ниже установленного положения.
	Возможные причины искажения	Способы устранение искажения
3.)Площадь и высота диаграммы небольшие     4.)Рвется шнур, (если шнур плохо натянут, то он не рвется, а вытягивается), диаграмма обрезается в конце процесса расширения по вертикальной линии, барабан стучит об ограничитель   5.)Диаграмма обрезается по вертикальной линии в конце процесса сжатия, слышится стук барабана об ограничитель     6.) Чертится двойной контур индикаторной диаграммы   7.) Диаграмма значительно искажена, нет ярко выраженного вида ее. Высота диаграммы значительно уменьшена, линии сжатия, и расширения сильно закруглены	Очень жесткая индикаторная Пружина     Короткий индикаторный шнур   Длинный индикаторный шнур     Индикаторный шнур вытягивается, съемка диаграммы начата холодным индикатором, смещение бумаги из-за плохого крепления к барабану, ослабление крепления хомутика пишущего механизма на штоке индикатора     Не полностью открыт индикаторный клапан, сечение индикаторных труб недостаточно или велика их длина	Выбрать пружину, чтобы максимальное давление, на которое она рассчитана, было больше максималь- ного давления газов в цилиндре приблизительно на 5 кг-с/ см в квадрате   Установить правильную длину индикаторного шнура   Установить правильную длину индикаторного шнура     Необходимо использовать предварительно вытянутый шнур, при длинном веревочном шнуре (более 1, 5м) при- менять стальные ленты или тросики. Хорошо прогреть индикатор перед съемкой диаграммы. Отрегулировать зажим лапок бумагодержателя на барабане. Закрепить хомутик пишущего механизма на штоке индикатора.     Полностью открыть индикаторный клапан; если это не устраняет дефект диаграммы, необходимо заменить индикаторные трубы на трубы большого сечения
8.) Вычерчивается площадка возле атмо- сферной линии у четырехтактных дви- гателей, у двухтактных двигателей атмос­ферная линия вычерчивается ниже своего положения     9.)Атмосферная линия имеет петлю или проходит через площадь диаграммы   10.) Диаграмма имеет заостренный верх или наоборот, слишком утолщена в верхней части, высота диаграммы нормальная	Гайка, крепящая пружину на штоке индикатора, не до­вернута до конца, искажение диаг­рамм происходит на величину зазора между гайкой и пружиной   Пропуски индика­торного клапана   Неправильно уста­новлен индикатор­ный привод. В первом случае ин­дикаторный привод опережает кривошип дизеля, во втором — отстает	Проверить крепление индикаторной пружины гайкой, завернуть гайку до конца   Притереть инди­каторный клапан   Проверить и отрегулировать индикаторный привод

11.) Диаграмма имеет острый верх, Большие пропуски газа Заменить компрессионные

высота диаграммы уменьшена из-за износа компрессионных кольца, почистить и притереть

колец поршня дизеля, потеря выхлопные клапаны и устано- герметичности выхлопных вить правильный зазор

клапанов

12.)Слишком высокая и заостренная Большое опережение Установить нормальное

диаграмма значение Pz увеличено подачи топлива опережение подачи топлива

против нормального значения

Утолщение диаграмма в конце расширения, выпуска и продувки, диаграмма имеет заниженную высоту	Догорание топлива на линии расширения, слишком поздняя подача топлива, загрязнен газоотводящий тракт, вследствие чего происходит торможение вы­пуска	Установить нор­мальное опереже­ние подачи топ­лива, прочистить продувочные и выхлопные окна
В таблице 3 приведены основные виды искажения диаграмм и способы их устранения. После всех устранений, искажений, приведенных в таблице 3, правильный вид нормальной индикаторной Диаграммы будет таким, каким он дается на рис.11. Для проверки и регулировки планиметра применяются проверочные линейки, поставляемые в комплекте с ним. При применении планиметра необходимо строго выполнять инструкцию, прилагаемую к нему, или руководствоваться соответствующей литературой.   § 3. ВЛИЯНИЕ ГРЕБНОГО ВИНТА, КОРПУСА И ДИФФЕРЕНТА СУДНА НА РАБОТУ ГЛАВНОГО ДИЗЕЛЯ Нормальная работа главного дизеля во многом зависит от со­стояния корпуса и дифферента судна, соответствия гребного вин­та корпусно-энергетическому комплексу. При обрастании корпу­са, появлении гофр, обрыве бортовых килей, потере обтекателя пе­ра руля, погнутости лопастей гребного винта, наличии большого дифферента судна дизель будет работать с перегрузкой, высокими значениями среднего давления сгорания и температуры отработав­ших газов, перерасходом топлива и не на номинальных или эк­сплуатационных частотах вращения, отчего снизится мощность и скорость. Перегрузка дизеля в тепловом и механическом отношении по этим причинам приводит к разрушению головных подшипников, прогоранию поршней, повышенным износам втулок цилиндров и поршневых колец, появлению трещин во втулках при возгорании остатков нефтепродуктов в подпоршневых полостях. Например, на теплоходе «Выборг» из-за неправильной проверки планиметра постоянно занижалось среднее индикаторное давление против действительного. Это привело к увеличению тепловой и механической напряженности деталей ЦПГ и последующему повреждению всех головных подшипников. Кроме того, из-за возгорания масляных отложений в подпоршневых полостях вследствие продолжительной работы дизеля на сниженных частотах вращения и повышенном среднем индикаторном давлении произошел задир поршня четвертого цилиндра, образовались трещины в верхней и нижней втулках. Особое внимание необходимо обращать на работу дизеля после длительных стоянок судна в тропических и субтропических водах, где происходит усиленное обрастание корпуса и гребного винта ракушкой и водорослями, что приводит к перегрузочной работе двигателя. В этом случае в период выхода дизеля на эксплуатационный режим необходимо следить за параметрами, характеризующими его тепловую нагрузку, и соответствием их развиваемым частотам вращения.

При достижении постоянного режима рекомендуется проиндицировать дизель и определить рс, рг и Ni, после чего по ограничительной скоростной характеристике, которая построена с учетом тепло напряженности ЦПГ на различных режимах, определить, в какой области находится значение pi (см. рис. 1). Если pi находится выше ограничительной характеристики, необходимо уменьшить нагрузку дизелю.

Если на судне нет ограничительных характеристик, то желательно старшему механику всегда иметь под рукой табличку или графики винтовых зависимостей, построенных по результатам режимных опытов стендовых испытаний. С этими результатами рекомендуется сравнивать эксплуатационные параметры (по соответствующим режимам работы дизеля) и не превышать их.

С увеличением сопротивления движению судна, при постоянном положении топливной рукоятки, частота вращения дизеля падает, понижается давление продувочного воздуха, уменьшается коэффициент избытка воздуха α, увеличивается продолжительность теплообмена между газами и стенками втулки цилиндра, крышкой и поршнем, что приводит к увеличению теплонапряженности деталей ЦПГ. Температура же выпускных газов при этом или понизится, или останется без изменения.

Чтобы не перегрузить дизель в тепловом отношении, удобно пользоваться значениями отношений рг /рc. С увеличением этого отношения тепловая напряженность деталей ЦПГ возрастает.

Для пользования этим соотношением целесообразно определить его для режимных опытов на стендовых испытаниях. За оптимальную исходную величину отношения рz /Рi рекомендуется брать значения рг и pi на номинальном режиме стендовых испытаний дизеля, а также при работе судна в полном грузу и нормальных гидрометеорологических условиях. В случае возрастания отношения рг/ps относительно исходного, необходимо уменьшать подачу топлива.

В процессе эксплуатации несоответствие винта корпусно-энергетическому комплексу можно определить следующим образом. Строятся совместно характеристики винтовая Ni=f(n) и внешняя ограничительная Nc =f(n) по крутящему номинальному моменту при Мкр.ном =const (рис. 12).

Винтовая характеристика строится по опытным данным испытаний, минимум как по четырем режимам.

Для построения ограничительной характеристики определяется номинальный крутящий момент дизеля М Мкр.ном по номинальной индикаторной мощности Nном. и частоте вращения n ном:

716, 2 Nном.

Мкр.ном = ————-—————

n ном.

Принимая величину крутящего момента постоянной (для небольшого диапазона отклонений мощности от номинальной), определяют мощность дизеля N при произвольно заданной частоте вращения п, отличной от номинальной, по формуле

N= мКр.НОМ

716, 2

По двум точкам, соответствующим номинальным значениям Nн ом. и nном (точка А) и вычисленному значению N при п (точка Б), проводят прямую линию, которая будет внешней ограничительной характеристикой.

Точка Б, полученная от пересечения винтовой и ограничительной характеристик, характеризует максимальную мощность и частоты вращения, которые дизель может развивать с данным гребным винтом и корпусом судна. По ее положению относительно номинальной точки А судят, тяжелый или легкий винт.

Если точка Б располагается влево от точки А, то винт будет тяжелым; дизель работает с предельным средним индикаторным давлением, повышенными температурами отходящих газов, с пониженными частотами вращения и мощностью. Если точка Б располагается справа от точки А, то винт является легким; дизель в этом случае работает с недогрузкой, не развивает номинальной мощности даже при номинальных частотах вращения, так как среднее индикаторное давление будет заниженным против нормального.

Опыт эксплуатации судов в пароходствах показывает, что нередко встречаются гидродинамически тяжелые гребные винты даже на всей серии судов (например, на судах типа «Повенец» с дизелями K6Z57/80).

Для облегчения винта уменьшают его шаг Н (на гребных винтах со съемными лопастями) путем разворота лопастей или диаметр (на цельнолитых), обрезая лопасти. Из многолетнего опыта «облегчения» гребных винтов установлено, что 1 % недобора частот вращения соответствует 1, 25% избытка шага. Но обрезают лопасти на величину ³/4H, так обрезается только конец лопасти, а остальные элементы не меняются. Обрезанную часть лопасти необходимо утонить до той величины, какой она была до обрезки.

На каждом первом судне новой серии необходимо проверять. гребной винт на его соответствие корпусно-энергетическому комплексу. И если окажется, что винт тяжелый, необходимо своевременно производить его облегчение, что позволит сократить перерасход топлива, улучшить работу дизеля, предотвратить аварии,, увеличить его мощность и скорость судна.

Так, например, обрезка лопастей гребных винтов судов типа «Выборг» (240 мм на диаметр) способствовала понижению температуры поверхности стенки втулки цилиндра на 80° С, расхода

топлива на 6%, среднего индика­торного давления на 0, 6 кгс/см², температуры выхлопных газов на 15°С, частота вращения дизеля при этом возросла.

Своевременное докование судна также улучшает работу главного дизеля, повышает его мощность и скорость судна, снижает расход топлива. Например, по данным Дальневосточного филиала ЦНИИМФа, ежегодные убытки из-за ухудшения состояния корпуса судов, вызванного несоблюдением нормативного периода докования, для каждого судна типа «Выборг» составляют 66350 руб.

Поверхность обработки гребных винтов должна иметь шестой класс чистоты. При прочих равных условиях это дает приращение частоты вращения главного дизеля примерно на 3%.

Грузовые суда последних лет постройки строятся в основном с расположением машинного отделения и надстройки в кормовой части. При таком конструктивном исполнении значительное влияние на работу главного дизеля, его тепло напряженность, а также на скорость судна оказывает его дифферент (рис. 13). Это необходимо знать судовому экипажу и так располагать груз и балласт, чтобы дифферент был наименьшим.