2022年船舶柴油机主推进动力装置第十章示功图的测录与研究.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第十章 示功图的测录与分析 127 第一节 示功图的种类和用途 23 考点 1:各种示功图的测取方法 6 依据热工测量的不同目的和任务,可测取不同类型的示功图;用机械示功器可以测取 P- V示功图、 p- V转角示功图、弱弹簧示功图、纯压缩图,也可用手拉测取手拉示功图和梳形图等,用气电示功器或电子示功器可测取 P- 示功图;B1.示功图是表征柴油机工作时气缸内 形;A温度 B压力 C内能 D比容)随气缸容积或曲轴转角而变化的图D2.四冲程柴油机与二冲程柴油机 P- V示功图的明显区分是 );A四冲程柴油机示功图高度较高B四冲程柴油机示功图压缩曲
2、线较高C四冲程柴油机示功图膨胀线较高D四冲程柴油机示功图尾部圆滑B3.如要求测量纯压缩压力,应选测 );AP- V转角示功图B梳形示功图C弱弹簧示功图DP- V示功图C4.可以用手拉测取的示功图为 );A纯压缩线图B弱弹簧示功图C梳形示功图DP- V示功图C5.使用机械示功器可测取的示功图有 );. PV示功图 . PV转角示功图 . P示功图 . 弱弹簧示功图 . 梳形图ABCD A6.在未使用示功器传动机构的情形下,可测取 );1 / 30 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - A梳形示功图 BP- V示功图C纯压
3、缩线图DP- V转角示功图考点 2:各种示功图的用途 17 1P- V示功图P- V示功图可以用来运算柴油机的功率,调整各缸负荷的匀称性,量取最高爆 炸压力和判定各缸燃烧情形以及运算缸内瞬时温度等;这种示功图既能定性也能定量地显示出气缸内工作过程的实际情形,因而成为讨论内部工作过程所不可缺少的重要依据;但是,它的测量是在一个工作循环内完成的,假如因某种缘由而产生误差,这种误差甚至可高达10 15%,那就失去了测量的意义;因此,测量时必需特殊留意工况稳固,并谨慎对待所测得的结果,尽量防止误 差; 2P- V转角示功图82 左右的情形下它是用机械示功器在传动机构的小曲柄超前于所测气缸曲柄测得的;此
4、时,图形中心位置恰好是上止点位置;其目的是为了将燃烧曲线在 横坐标方向上放宽,以利于分析燃烧过程的情形;依据活塞运动规律,活塞在上、下止点处速度为零,而在中部速度最大;因此在P- V 示功图上,燃烧过程处于上止点邻近,此时活塞速度很低而燃烧压力变化很快;这样,在很短的活 塞位移内难以清晰地反映出快速变化的燃烧压力情形; 3手拉绽开示功图 在不能测取转角示功图的柴油机上,为了讨论燃烧过程和判定发火时刻的早 晚,可用手拉绽开示功图;其使用和转角示功图一样,可协作 P- V 示功图讨论 燃烧过程; 4梳形示功图用手渐渐拉动示功器转筒,可测出多条压缩压力线在单缸停油时)或最高爆发压力线,这种图形形似梳
5、子,所以称为梳形示功图;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弱弹簧示功图为了讨论和检查扫气过程,可以给示功器换上弱弹簧和1/1 标准活塞 弱弹簧可依据排气压力的大小和放大程度来挑选),把 P- V 示功图的尾部放大测绘出来,这种图形称为弱弹簧示功图;二冲程柴油机的弱弹簧示功图;当排气口开启时,膨胀线急剧下降到扫气压力线以下;在扫气口开启后压力上升到扫气压力;由于弹簧的振动,压力显现波动,直到扫气口关闭为止;由于过后排气,气缸内压力又会下降,直到排气口关闭开头压缩;通过使用弱弹簧示功图就可以讨论和检查换气过程的好坏; 6P- 绽开示功图用电子示功器可测取 P- 绽
6、开示功图;在船上可通过电子示功器测得;P为气缸内气体压力, 表示曲轴转角; p- 示功图可用来运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,运算放热率,2 / 30 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 测定发火角等 , 是分析讨论柴油机过程常用的一种示功图;D1.为了判定柴油机各缸间的负荷匀称性,应测取 );AP- V转角示功图 B梳形示功图 C手拉示功图 DP- V示功图D2.能用来运算柴油机的功率的是 );AP- V转角示功图 B梳形示功图 C弱弹簧示功图 DP- V示功图C
7、3.一般用来讨论柴油机的换气过程的是 );AP- V转角示功图 B梳形示功图 C弱弹簧示功图 DP- V示功图C4.为分析讨论柴油机燃烧过程,通常采纳的示功图是 );AP- 示功图 BP- V示功图 CP- V转角示功图 D手拉示功图C5.判定柴油机发火时刻的早晚,可以通过分析 );A梳形示功图 B弱弹簧示功图 CP- V转角示功图 DP- V示功图C6.为分析柴油机燃烧过程,特殊是活塞在上止点邻近燃烧压力变化情形,应测 取);A梳形示功图 B弱弹簧示功图 CP- V转角示功图 DP- V示功图C7.通常,测取梳形示功图的用途为 );A运算功率,调整各缸负荷 B分析燃烧过程进行的情形 C检查压
8、缩压力和爆发压力 D检查和分析缸内发火时刻3 / 30 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - C8.通常,测取梳形示功图的用途为 );. 调整各缸压缩比 . 平稳各缸最大爆发压力 . 测量各缸压缩压力 . 分析燃 烧过程情形 A B C DB9.利用 P- V示功图不能达到的目的是 );A测取最高爆发压力 B测取压缩压力 C检查各缸负荷是否匀称 D运算柴油机指示功率 B10.利用P- 绽开示功图可以 );. 运算平均指示压力 . 分析讨论换气过程 . 测取滞燃期和压力上升率 . 分 析燃烧放热规律 A B C DC11
9、.可用于柴油机功率运算的示功图有 );. P- V示功图 . P- V转角示功图 . 梳形示功图 . 手拉示功图 . P- 绽开示 功图 . 弱弹簧示功图 A B C4 / 30 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - DC12.可测柴油机最高燃烧压力的示功图有 );. P- V示功图 . P- V转角示功图 . 梳形示功图 . 纯压缩示功图 . P- 绽开示功图 . 弱弹簧示功图ABCDD13.可分析燃烧过程的示功图有 );. P- V示功图 . P- V转角示功图 . 梳形示功图 . 手拉示功图 . P- 绽开示功图
10、 . 弱弹簧示功图ABCDC14.手拉示功图的作用是 );A运算指示功率 B调速各缸负荷匀称性 C检查燃烧过程 D检查换气过程C15.指出以下示功图中不能用来具体分析和讨论燃烧过程的示功图是 AP- 绽开示功图);B手拉绽开示功图 CP- V示功图 DP- V转角示功图A16. 判定柴油机发火时刻的早晚,可以通过分析 );5 / 30 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - A手拉示功图 B弱弹簧示功图C梳形示功图D纯压缩示功图A17. 用机械示功图测取缸内纯压缩图的目的是 );. 测量气缸压缩压力 . 检查示功器传动机
11、构的同步性 运算指示功率ABCD其次节 机械示功图 30 考点 1:机械示功器的工作原理、结构和特点 21 1结构和工作原理. 确定上止点位置 .机械示功器的具体结构由压力感受机构、转筒机构和记录机构三部分组成;压 力感受机构包括小活塞、活塞杆及示功弹簧等用来感受缸内压力变化并以示功 小活塞位移输出;转筒机构包括绳索、转筒用来反映柴油机活塞位移;记录机 构包括杠杆和画笔机构具有平行放大作用,画笔的自由端装有铜笔尖;当测量示功图时,转筒上夹有示功纸并通过绳索由柴油机曲轴或凸轮轴通过专 设的示功器传动机构带动,绕其自身轴左右偏转,其偏转角位移量正比于柴油 机活塞位移,即转筒转动的弧长代表按比例缩小
12、的活塞行程的长度,反映柴油 机活塞的行程;示功器小活塞在缸内气体压力推动下在小气缸中上下移动,并 被弹簧力所平稳;小活塞的运动通过活塞杆带动记录机构的传动杆和画笔运 动,由记录机构反映其位移量,即按肯定比例反映柴油机气缸内变化着的气体 压力;由于示功器中小活塞的上下移动与柴油机气缸中的气体压力的变化成比例,而 转筒的转动也与柴油机活塞行程成比例变化,所以记录笔尖在转筒记录纸上可以绘出气缸内气体压力随活塞位移变化的图形,即压力 图); 2机械示功器小活塞和弹簧的挑选- 容积示功图 P- V示功为了使机械示功器能在较广泛的压力范畴内使用,一般备有三套活塞和一套不同刚度的弹簧;可依据柴油机的最高爆发
13、压力Pz值进行挑选,以便获得合适的示功图;这三套活塞和缸套分别用标号 1/1标准活塞直径为 2027mm)、 1/2 其面积为 1/1 活塞的 1/2 ,标准活塞直径为 14.35 mm)和 1/5其面积为 1/1 活塞的 1/5 ,标准活塞直径为 9.06 mm)表示;为了便于识别,分别在示功气缸凸缘上6 / 30 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 用钢印注明 1/1 、1/2 、1/5 字样;在测 P- V 示功图时均采纳 1/5 小活塞,当测取 反映进排气过程的弱弹簧示功图时就采纳 1/1 小活塞;示功弹簧用
14、弹簧比例M 标记,单位为 mm/ MPa,它表示缸内压力每变化1 MPa时弹簧的变形量 mm);弹簧比例的挑选应依据所选定的小活塞标号和柴油机气缸内的最高爆发压力Pz大小来挑选;挑选弹簧时应留意使示功器具有合适的高度,就是使测取的示功图的最大高度接近于示功图纸的高度,以保证示功图的精确度;通常,柴油机测取P- V示功图时,使用 1/5 小活塞,可选用的弹簧比例有 12、 10、 8、 7、6、 5、4、 3 mm/ MPa 4.0 、5.0 、6.0 、7.0 、8.0 、10.0 、12.5 、15.0MPa); 3机械示功器的传动机构 为了把柴油机活塞的运动规律按比例地传给示功器转筒机构,
15、必需设立特地的 传动机构;由于示功器转筒的周长只有柴油机活塞行程的 1/5 1/20 ,因此传动 机构不仅要正确反映柴油机活塞运动规律,而且仍要将活塞的行程按比例缩 小;所以,传动机构应满意以下两个基本要求: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;转筒的转动必需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;目前在船上安装使用的大型低速柴油机的示功器传动机构有曲柄式、杠杆式和 凸轮式三种;或凸轮轴)通 1)曲柄式传动机构;曲柄式传动机构的立轴转动由柴油机曲轴 过齿轮 或链条)带动,其转速与曲轴的转速相同;立轴的上端有圆盘,圆盘上 的偏心销子与小连杆相
16、连组成一单独的小型曲柄连杆机构,模拟柴油机的曲柄 连杆机构的运动规律;小曲柄连杆机构与柴油机的曲柄连杆机构在几何尺寸上 必需相像,即 R/ Lr/ l R、L分别为柴油机的曲轴半径和连杆长度;R、L分别 为传动机构的小曲柄半径和连杆的长度),活塞销通过缸套上的长孔带动滑块 与小活塞一起做同步往复运动;2)凸轮式传动机构;凸轮式传动机构采纳专设的凸轮带动滚轮和导杆模拟柴 油机活塞的运动规律;由于示功凸轮的外形是按柴油机活塞运动规律设计并按 肯定的位置安装在凸轮轴上,因此它能反映出活塞的运动规律,即柴油机活塞 在上、下止点位置时示功凸轮也恰好把导杆推到最高、最低位置,使导杆的运 动规律与柴油机活塞
17、的运动规律一样,从而保证示功转筒与柴油机活塞的位移 成比例和定时相一样;3)杠杆式传动机构;杠杆式传动机构采纳一套杠杆机构铰接在柴油机活塞或 十字头上,按肯定比例反映活塞的运动规律;此种传动机构虽然结构简洁,但 无法防止铰接处磨损而造成传动失真,因而目前很少使用; 4机械示功器的优缺点和适用范畴 机械示功器可以用提高弹簧刚度来提高它的自振频率,扩大其适用范畴;目前 机械示功器依据使用弹簧的形式可分为两种,即卷簧式和柱簧式;二者在结构 原理上完全相同,不同的是前者用螺旋形卷弹簧 刚度小),适用于 400r/ min以下的柴油机使用;后者用等强度柱形弹簧 柴油机使用;刚度大),适用于 700 10
18、00r/ min的C1.以下有关示功图的说法错误选项 );A梳形示功图可测量纯压缩压力和爆发压力7 / 30 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - BPV示功图和 P示功图都可用于运算柴油机功率 CPV示功图可测取压缩压力和分析柴油机燃烧过程 DPV转角示功图可用于分析柴油机燃烧过程D2.机械示功器主要有如下部分组成 );A接受和反映气缸内气体压力变化部分 B反映活塞位移或曲轴转角变化部分 C记录机构部分 D上述三部分组成A3.通常,卷簧式机械示功器的使用范畴只限于 A低速柴油机);B中速柴油机 C高速柴油机 D中小型
19、柴油机D4.在示功图上能正确反映柴油机活塞位移的变化,是由于 A示功器小活塞挑选正确);B示功器弹簧挑选正确 C示功器具有转筒部分 D示功器传动机构定时正确D5.下述机构中,不能用于机械示功器的传动机构的是 );A杠杆式传动机构 B凸轮式传动机构 C曲柄式传动机构 D皮带传动机构D6.机械示功器传动机构必需满意的条件是 );A活塞行程缩小后的长度应与转筒的周长相适应 B转筒的摇摆必需严格与活塞运动相对应 C转筒的摇摆必需严格与缸内压力相对应 DABC7.用机械示功器测取 P- V转角示功图所用的传动机构是 );A杠杆式传动机构 B凸轮式传动机构 C曲柄式传动机构 D上述三种机构都可以C8.卷簧
20、式机械示功器一般不适用于中、高速柴油机使用的缘由在于 );A示功器小活塞较大 B示功器弹簧刚度太大 C示功器自振频率较低8 / 30 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - D中、高速柴油机为四冲程B9.卷簧要机械示功器适用于转速小于 )柴油机;A1500r/ min B400r/ min C500r/ min D1000r/ minB10.关于机械示功器小活塞与弹簧的选配,正确选项 );A测爆压时要选用 1/5 小活塞,软弹簧 B测爆压时要选用 1/5 小活塞,硬弹簧 C测换气过程要选用 1/5 小活塞,硬弹簧 D测换
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