示功图的分析和计算

1、示功图测录与分析一、示功图的分析二、示功图的计算二、二、示功图的计算示功图的计算n示功图计算概述示功图计算概述n求求 h hi in面积计算法面积计算法 n作图计算法作图计算法n求求 p pi i p pi i= =h hi iM M （MPaMPa） 式中：式中：M M示功弹簧比例，示功弹簧比例，mmmmMPaMPa 求出求出 P Pi i 值：值：P Pi i= =C Cp pi in ni i （kWkW）u进行以上计算时要注意进行以上计算时要注意单位单位示功图计算示功图计算n柴油机指示功率的计算公式为柴油机指示功率的计算公式为P Pi i= =C Cp pi in ni i，而而p p

2、i i值可从实测的柴油机值可从实测的柴油机p p- -V V示功图计算出。示功图计算出。n在在p p- -V V示功图中示功图中，示功图高度表示压力，其平均高，示功图高度表示压力，其平均高度可换算为平均指示压力。度可换算为平均指示压力。n由此可知，设法计算出示功图的平均高度由此可知，设法计算出示功图的平均高度h hi i，即可计算出柴油机的平均指示压力即可计算出柴油机的平均指示压力p pi i 。船上。船上一般有如下两种计算方法。一般有如下两种计算方法。 用面积仪测出示功图用面积仪测出示功图的面积的面积f mm2，再以，再以示功图长示功图长L mm 除之，除之，即得示功图平均高度即得示功图平均

3、高度 hi=fL mm一、示功图的分析一、示功图的分析1.1.正常示功图的特征正常示功图的特征 2.2.畸形示功图畸形示功图1 1）示功器传动机构不正常引起的）示功器传动机构不正常引起的畸形示功图畸形示功图n传动机构定时超前传动机构定时超前n传动机构定时滞后传动机构定时滞后 判断判断2 2）示功器故障引起的畸形示功图）示功器故障引起的畸形示功图n示功器转筒绳索太长或太短示功器转筒绳索太长或太短n示功图太长示功图太长n示功器小活塞卡紧示功器小活塞卡紧示功阀漏气示功阀漏气3 3）气缸工作过程不正常所）气缸工作过程不正常所产生的畸形示功图产生的畸形示功图n燃烧过早燃烧过早n燃烧过晚燃烧过晚n喷油器喷

4、孔部分堵塞喷油器喷孔部分堵塞n气缸内空气量不足气缸内空气量不足n扫气过程不正常扫气过程不正常 使用使用最高压力表最高压力表来来测取测取p pc c和和p pz z正常示功图的特征正常示功图的特征（1 1）工作过程曲线比较圆滑，曲）工作过程曲线比较圆滑，曲线过渡处无锐角或突变形状；线过渡处无锐角或突变形状；（2 2）工作过程各主要特性点的数）工作过程各主要特性点的数值应符合说明书的规定，如最高值应符合说明书的规定，如最高燃烧压力燃烧压力p pz z、压缩压力、压缩压力 p pc c等；等；（3 3）工作曲线无异常的波动）工作曲线无异常的波动（4 4）示功图的尾部形状应符合不）示功图的尾部形状应符

5、合不同扫气型式的正常轨迹。同扫气型式的正常轨迹。n左图二冲程机正常示功图左图二冲程机正常示功图n在缺乏正常示功图的情况在缺乏正常示功图的情况下，可根据上述各点并参下，可根据上述各点并参照柴油机说明书规定的各照柴油机说明书规定的各主要热力参数值进行比较，主要热力参数值进行比较，若发现示功图上某些热力若发现示功图上某些热力参数不正常，必须查明原参数不正常，必须查明原因，根据说明书上的要求因，根据说明书上的要求进行调整。进行调整。n一般经调整后，各缸的有一般经调整后，各缸的有关热力参数的不均匀度应关热力参数的不均匀度应满足我国的有关规定的要满足我国的有关规定的要求。求。不均匀度不均匀度= =最大（最

6、小）值各缸平均值各缸平均值最大（最小）值各缸平均值各缸平均值 100%100%工作参数工作参数不均匀度（不均匀度（%）压缩压力压缩压力pc3最高爆发压力最高爆发压力pz5平均指示压力平均指示压力pi5排气温度排气温度Tr5n各缸排气温度差各缸排气温度差1020，n燃烧压力差燃烧压力差0.15 0.2MPa。畸形示功图产生的原因畸形示功图产生的原因与传动机构等有关和与示功器的安装、与传动机构等有关和与示功器的安装、使用有关使用有关与柴油机工作过程有关与柴油机工作过程有关n所以对畸形示功图必须进行具体分析，所以对畸形示功图必须进行具体分析，借以找出造成畸形的原因。借以找出造成畸形的原因。示功器传动

7、机构定时超前的畸形示功图示功器传动机构定时超前的畸形示功图压缩线压缩线低于正低于正常线常线膨胀线高于膨胀线高于正常线正常线整个示功图变胖整个示功图变胖（超前角度越大，（超前角度越大，图就越胖）图就越胖）示功器传动机构定时滞后的畸形示功图示功器传动机构定时滞后的畸形示功图压缩线压缩线高于正高于正常线常线膨胀线膨胀线低于正低于正常线常线整个示功图变瘦（滞前整个示功图变瘦（滞前角度越大，图越瘦）角度越大，图越瘦）采用纯压缩图判断采用纯压缩图判断定时的变化对示功图的形状影响很大：每相差定时的变化对示功图的形状影响很大：每相差1CA，p i相差约相差约5.5%。正常传动机构定时超前传动机构定时滞后示功器

8、转筒绳索太长或太短示功器转筒绳索太长或太短以上是：膨胀行程时，使转筒弹簧拉紧，压缩行程时使以上是：膨胀行程时，使转筒弹簧拉紧，压缩行程时使转筒弹簧放松时的情况转筒弹簧放松时的情况在使用中，由此故障产生为畸形图有时较难判断（尤其在使用中，由此故障产生为畸形图有时较难判断（尤其在示功图局部缺少一段）此时可用检查各缸示功图的长度在示功图局部缺少一段）此时可用检查各缸示功图的长度加以判断。应保证各缸示功图的长度一致。加以判断。应保证各缸示功图的长度一致。示功图头部切示功图头部切去一部分，示去一部分，示功图变短。功图变短。示功图尾部示功图尾部切去一部分，切去一部分，示功图变短。示功图变短。示功图太长示功

9、图太长n由于示功器由于示功器转筒弹簧太转筒弹簧太软、转筒的软、转筒的惯性作用和惯性作用和示功器机构示功器机构中间隙大等中间隙大等原因。原因。示功器小活塞卡紧示功器小活塞卡紧示功图曲线波动示功图曲线波动压缩线降低压缩线降低膨胀线升高，膨胀线升高，呈阶梯呈阶梯形波动形波动 示功图面积示功图面积增大增大最高爆发压力降低最高爆发压力降低压缩线长度的相当大压缩线长度的相当大的一部分与大气压力的一部分与大气压力线平行线平行用手拉示功图也有类用手拉示功图也有类似的波动现象似的波动现象示功阀漏气的畸形示功图示功阀漏气的畸形示功图n大气压力线大气压力线升高，且不升高，且不为线为线示功图畸形特点示功图畸形特点 在

10、喷油过晚的情况下，供油提前角太小，而燃油的滞燃期变化不在喷油过晚的情况下，供油提前角太小，而燃油的滞燃期变化不大，在上止点附近燃烧的燃油量不多，致使燃烧滞后，燃烧不完大，在上止点附近燃烧的燃油量不多，致使燃烧滞后，燃烧不完全，产生后燃，排气温度全，产生后燃，排气温度 t r 升高，燃烧压力升高，燃烧压力p z 降低。降低。这时所测的示功图这时所测的示功图矮胖矮胖，它具有以下它具有以下畸形特点畸形特点产生燃烧过晚的原因：产生燃烧过晚的原因：换油换油 （改用劣质燃油而未调节定时（改用劣质燃油而未调节定时应增大喷油定时）应增大喷油定时）喷油泵喷油泵 喷油定时太晚。喷油定时太晚。漏油漏油 （如针阀、喷

11、油泵柱塞偶件等）；（如针阀、喷油泵柱塞偶件等）；喷油器喷油器 启阀压力太高（启阀压力太高（示功图头部有波动示功图头部有波动）或缝隙式）或缝隙式滤器部分堵塞；滤器部分堵塞；喷油器阀座漏泄喷油器阀座漏泄 （雾化不良，混合不佳，造成后燃（雾化不良，混合不佳，造成后燃注意与示功器小活塞卡紧时的示功图的区别）注意与示功器小活塞卡紧时的示功图的区别）爆发压力爆发压力pz明显降明显降低低（2）p-V 示功图和转角示功图的示功图和转角示功图的头部明显圆滑；表示燃烧过程后移；头部明显圆滑；表示燃烧过程后移；（3）膨胀）膨胀线较高，表线较高，表示发生后燃；示发生后燃；（4）发火点）发火点A延后，延后，而且而且A点

12、位于上止点点位于上止点后纯压缩线压力开始后纯压缩线压力开始下降时。下降时。示功图畸形特点示功图畸形特点 在喷油过早的情况下，滞燃期延长。一旦发火，气缸内在喷油过早的情况下，滞燃期延长。一旦发火，气缸内的压力突然急剧上升，的压力突然急剧上升，增加柴油机的机械负荷（严重的增加柴油机的机械负荷（严重的是，引起爆燃而敲缸）是，引起爆燃而敲缸）；燃烧压力；燃烧压力pz值超过正常值，即值超过正常值，即示功图示功图高度增加高度增加。由于喷油量不变，后续燃烧期内的喷。由于喷油量不变，后续燃烧期内的喷油量相对减少，使示功图变得油量相对减少，使示功图变得尖瘦尖瘦，排气温度较低。，排气温度较低。三个主要畸形特点三个

13、主要畸形特点n燃烧过早的原因：燃烧过早的原因：换油换油：当由劣质燃油改烧轻质燃油时，如未调整：当由劣质燃油改烧轻质燃油时，如未调整 （减小）（减小）喷油定时喷油定时喷油泵喷油泵喷油定时提前喷油定时提前喷油器喷油器的调节螺钉松动或喷油器弹簧折断而造成喷油器的调节螺钉松动或喷油器弹簧折断而造成喷油器启阀压力太低启阀压力太低表示燃烧表示燃烧提前。提前。 (2) (2)燃烧压燃烧压力力p pz z高于正高于正常值，示功常值，示功图头部尖瘦图头部尖瘦; ;膨胀曲线膨胀曲线要比正常要比正常低低n 在没有示功器在没有示功器IndicatorIndicator传动装置而仅有示功阀的传动装置而仅有示功阀的中小型

14、柴油机上，一般使用最高压力计测量气缸最中小型柴油机上，一般使用最高压力计测量气缸最高燃烧压力高燃烧压力p pz z和和p pc cn测试前，应检查校对最高压力计指针是否对准零位，测试前，应检查校对最高压力计指针是否对准零位，并先开启示功阀吹净阀孔内的脏物，然后装上最高并先开启示功阀吹净阀孔内的脏物，然后装上最高压力计，用小扳手轻轻上紧。压力计，用小扳手轻轻上紧。n测试时要缓慢开启示功阀，直至开足为止，记下表测试时要缓慢开启示功阀，直至开足为止，记下表上的最大读数。如果对所测数据有疑问，可再作一上的最大读数。如果对所测数据有疑问，可再作一次测试。次测试。n测试完毕，立即关闭示功阀，然后拆下最高压

15、力计。测试完毕，立即关闭示功阀，然后拆下最高压力计。n用最高压力计只能测取用最高压力计只能测取p pc c和和p pz z。不能直接反映气缸。不能直接反映气缸内的工作循环情况，可综合其它运转参数来分析柴内的工作循环情况，可综合其它运转参数来分析柴油机是否处于正常运转状态。油机是否处于正常运转状态。喷油器漏油时的示功图喷油器漏油时的示功图膨胀线上部膨胀线上部有锯齿形，有锯齿形，锯齿向上锯齿向上膨胀膨胀线高线高于正于正常常最高爆最高爆发压力发压力降低降低造成后燃，造成后燃，排温升高排温升高示功图示功图面积减面积减小小喷油泵喷油泵injection pump漏油时的示功图漏油时的示功图膨胀线膨胀线比

16、正常比正常低低示功图面积示功图面积减小，功率减小，功率降低降低最高爆最高爆发压力发压力降低降低泵油压力下降，喷油延后，泵油压力下降，喷油延后，造成后燃，排温升高；造成后燃，排温升高；因漏油使喷入缸内油量减少，因漏油使喷入缸内油量减少，功率降低，使排温降低；功率降低，使排温降低；综合之，综合之，排气温度降低排气温度降低。喷油器喷油器fuel injector喷孔部分堵塞时的示功图喷孔部分堵塞时的示功图最高爆最高爆发压力发压力降低降低喷油定时不喷油定时不变，发火点变，发火点也基本不变也基本不变头部头部膨胀膨胀线波线波动动膨胀线膨胀线升高升高燃烧太晚与喷油孔部分堵塞示功图区别燃烧太晚与喷油孔部分堵塞示功图区别头部头部发火点发火点燃烧太晚燃烧太晚圆滑无波动圆滑无波动后移后移喷油孔部分堵塞喷油孔部分堵塞有波动有波动基本不变基本不变气缸漏气时的示功图气缸漏气时的示功图最高爆发压最高爆发压力和压缩压力和压缩压力均降低力均降低示功图面示功图面积减小积减小压缩线与压缩线与膨胀线均膨胀线均降低降低排气温排气温度升高度升高缸内空气不足的原因缸内空气不足的原因n气缸漏气：活塞环磨损，排气阀漏气等气缸漏气：活塞环磨损，排气阀漏气等n扫气空气不足：气口堵塞，增压器进口扫气空气不足：气口堵塞，增压器进口滤网堵塞、中冷器堵塞、增压器污染等；滤网堵塞、