Khai thác động cơ đốt trong tàu quân sự - Chương 10

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

Thêm vào BST

Báo xấu

137
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ĐIỀU CHỈNH VÀ THỬ NGHIỆM ĐCĐT 10.1. Ý nghĩa của việc điều chỉnh động cơ và trình tự thực hiện 10.1.1. Khái niệm về điều chỉnh và các thông số điều chỉnh động cơ 1. Khái niệm Điều chỉnh động cơ là việc xác lập các giá trị các thông số mà với chúng trong các điều kiện bình thường động cơ phát ra công suất định mức khi số vòng quay toàn bộ và khi các chỉ tiêu kiểm tra sự làm việc của tất cả các xy lanh không ra ngoài giới hạn đã cho trong thuyết...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khai thác động cơ đốt trong tàu quân sự - Chương 10

Chương 10 ĐIỀU CHỈNH VÀ THỬ NGHIỆM ĐCĐT 10.1. Ý nghĩa của việc điều chỉnh động cơ và trình tự thực hiện 10.1.1. Khái niệm về điều chỉnh và các thông số điều chỉnh động cơ 1. Khái niệm Điều chỉnh động cơ là việc xác lập các giá trị các thông số mà với chúng trong các điều kiện bình thường động cơ phát ra công suất định mức khi số vòng quay toàn bộ và khi các chỉ tiêu kiểm tra sự làm việc của tất cả các xy lanh không ra ngoài giới hạn đã cho trong thuyết minh. 2. Các thông số điều chỉnh Các thông số điều chỉnh là: chiều cao buồng cháy (tỷ số nén), các khe hở nhiệt, các pha phối khí, góc phun sớm nhiên liệu, độ đồng đều cung cấp nhiên liệu cho các xy lanh, áp suất bắt đầu nâng kim phun,… Số lượng các thông số điều chỉnh phụ thuộc vào kết cấu động cơ. Các giá trị tối ưu của các thông số điều chỉnh được xác định theo các đặc tính điều chỉnh nhận được ở nhà máy khi thử nghiệm động cơ vừa chế tạo. Đồng thời xác định các chỉ tiêu kiểm tra sự làm việc của động cơ. Các kết quả thử nghiệm tiến hành trong các điều kiện ngoài bình thường và ghi trong lý lịch động cơ. Duy trì các thông số điều chỉnh và các chỉ tiêu kiểm tra trong các giới hạn mà nhà máy đã quy định là bắt buộc khi khai thác động cơ trên tàu quân sự. Điều đó thực hiện được bằng việc theo dõi liên tục khi động cơ làm việc, kiểm tra chu kỳ và điều chỉnh chúng. Điều chỉnh động cơ được thực hiện sau mỗi lần sửa chữa có tháo, lắp hay thay thế các chi tiết. Kiểm tra điều chỉnh động cơ tiến hành trong các thời hạn quy định theo qui định bảo quản dự phòng và kiểm sửa định kỳ động cơ, cũng như khi thay thiết bị nhiên liệu, khi độ mòn lớn và khi động cơ làm việc có trục trặc. 10.1.2. Phân loại điều chỉnh Người ta phân chia điều chỉnh động cơ thành điều chỉnh tĩnh và điều chỉnh động. 1. Điều chỉnh tĩnh:
Điều chỉnh tĩnh tiến hành trên động cơ không làm việc khi nhiệt độ từ 15  200C gồm các nguyên công sau: - Kiểm tra sự chính xác của tất cả các thiết bị đo - kiểm, thay các khí cụ không tốt; - Kiểm tra và điều chỉnh tất cả các thông số điều chỉnh của động cơ, hệ thống cấp nhiên liệu, máy tăng áp và cơ cấu khác. 2. Điều chỉnh động: Điều chỉnh động kiểm tra chất lượng điều chỉnh tĩnh, nhận được các thông số đã cho của quá trình công tác và sự phân bố đều tải cho các xy lanh làm việc với công suất tòan bộ. Điều chỉnh động được tiến hành trong thời gian chạy rà động cơ bao gồm các công việc sau: - Khi công suất bằng 25%NeH: đo nhiệt độ khí xả để kiểm tra sự làm việc của tất cả các xy lanh; - Khi công suất 50%, 75% định mức: đo cho tất cả các xy lanh các áp suất nén PC, cháy PZ, áp suất trung bình theo thời gian Pt và nhiệt độ khí xả T?. Nếu các thông số đo được khác với giá trị cho trong lý lịch thì phải điều chỉnh chúng theo trình tự lặp lại. 10.2. Các đặc tính điều chỉnh của động cơ Các đặc tính điều chỉnh của động cơ là sự phụ thuộc của công suất, tính kinh tế, các chỉ tiêu của quá tình công tác của nó vào sự thay đổi các thông số điều chỉnh (góc phun sớm, pha phối khí,..). 10.2.1. Các đặc tính điều chỉnh của động cơ theo góc phun sớm nhiên liệu 1. ảnh hưởng của góc phun sớm nhiên liệu đến sự làm việc của động cơ Chúng ta hãy làm sáng tỏ ảnh hưởng của góc phun sớm nhiên liệu đến các thông số quá trình công tác, tính kinh tế, công suất, ứng suất cơ và nhiệt của động cơ. Muốn vậy ta hãy khảo sát các đồ thị chỉ thị phối hợp thu được ứng với các góc phun sớm khác nhau (hình 10.1). - Khi góc phun sớm nhỏ, quá trình cháy chuyển sang đường giãn nở trong vùng thể tích lớn của xy lanh, điều đó dẫn đến giảm trị số cực đại của tốc độ cháy tương đối (0GQTK); giảm nhiệt độ cháy cực đại TZ, áp suất cháy cực đại PZ, thời ( )max
gian giữ chậm sự tự cháy i và tốc độ tăng áp suất ( )Max; tăng tổn thất nhiệt, giảm hiệu suất chỉ thị i và (kG/cm2) nhiệt độ khí xả Tth. p nâng cao pz (kG/cm2) pz Tz(0K) 90 2400 70 2200 Tz 50 2000 60 1800 i i 18 10 16 8 14 6 12 4 2 0 2 i 4 i 0,48 0,46 ge(g/cv.h) 0,44 145 140 135 gi 130 s 0 29 33 35 37 ( GQTK) 21 23 25 27 27 Hỡnh 10.2. Caực thoõng soỏ cụ baỷn cuỷa quaự trỡnh chaựy trong xi lanh ủoọng cụ ủieõden phuù thuoọc vaứo goực phun sụựm nhieõn lieọu Trên hình 10. 2 chỉ ra sự thay đổi của các thông số cơ bản của quá trình cháy theo góc phun sớm nhiên liệu.
- Khi tăng góc phun sớm, sự phun nhiên liệu xảy ra ở các áp suất thấp và nhiệt độ không khí trong xy lanh thấp. Kết quả làm tăng thời gian giữ chậm tự cháy i. Khi tăng i thì đến thời điểm bốc cháy trong xy lanh được tích tụ và bốc cháy một lượng lớn nhiên liệu, làm tăng các đại lượng ( )max và ( )max, PZ và TZ. Quá trình cháy kết thúc ở đầu hành trình giãn nở (80  90% lượng nhiên liệu cấp cho chu trình cháy hết trong 30  400 trục khuỷu sau điểm chết trên), các tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn nhiên liệu được giảm, dẫn đến tăng hiệu suất chỉ thị và giảm nhiệt độ khí xả Tth. Tăng PZ, TZ và ( )max dẫn đến tăng các tải trọng cơ khí và tải trọng nhiệt lên các chi tiết chuyển động và khung bệ; tăng độ cứng làm việc của động cơ, tăng mức rung động và độ ồn. - Công suất và tính kinh tế của động cơ tăng khi tăng góc phun sớm nhiên liệu chỉ đến giới hạn xác định. Khi góc phun sớm quá lớn và bốc lửa sớm, sự tăng đột ngột áp suất trong xy lanh bắt đầu xảy ra sớm trước khi pít tông tới điểm chết trên. Công suất tổn thất tăng lên, hpệu i 1 (kG/cm suất chỉ thị, công suất và tính kinh tế của 2 2 ) động cơ bị giảm. Các biểu đồ chỉ thị trong tọa độ P 3 -V khi các góc phun sớm nhiên liệu tối ưu, quá lớn và quá nhỏ được chỉ ra trên hình 10. 3. Góc phun sớm tối ưu phụ thuộc vào các đặc điểm kết cấu của động cơ, sơ đồ và áp suất tăng áp, V(m3) V Vh c và được Hỡnh 10.3. Caực bieồu ủoà chổ thũ xác định theo các đặc tính điều chỉnhknhận được khi sụựm nhieõn lieọcơ trên giá hi goực phun thử nghiệm động u laứ: thử. 1- Toỏi ửu; 2- Quaự lụựn; 3- Quaự Trên hình 10.4a, b chỉ ra các đặc tính điều chỉnh của các động cơ?? 15/18 và?? 30/38. Đối với động cơ?? 15/18 góc phun sớm nhiên liệu tối ưu là  tư2, khi đó công suất định mức nhận được khi giá trị giới hạn cho phép của áp suất cháy PZ. pz nCTK
Trong trường hợp đã cho, góc phun sớm (tối ưu theo điều kiện bền) không là tối ưu theo các điều kiện kinh tế (hình 10.4a). Đối với động cơ?? 30/38, góc phun sớm tối ưu là 230 góc quay trục khuỷu trước điểm chết trên (hình 10.4b), trong trường hợp này góc phun sớm tối ưu theo điều kiện bên cũng tối ưu đối với suất tiêu hao nhiên liệu ge.
Các đặc tính điều chỉnh (hình 10.4b) nói lên rằng, ở các động cơ tăng áp tuabin khí xả tự do sự thay đổi góc phun sớm nhiên liệu gây nên sự thay đổi đặc tính tuabin - máy nén: tăng nhiệt độ khí xả Tth do giảm góc phun sớm nhiên liệu dẫn đến tăng số vòng quay của tuabin - máy nén (nCTK) và tăng áp suất tăng áp Pk. 2. Góc chậm phun nhiên liệu Người ta phân biệt 2 loại góc phun sớm nhiên liệu: hình học (tĩnh) và thực tế (động). a. Góc tĩnh Góc tĩnh là góc phun sớm nhiên liệu được thiết lập trên động cơ không làm việc và được xác định khi quay trục khuỷu đến khi bắt đầu chuyển dịch cột nhiên liệu trong ống thủy tinh của thời điểm kế lắp trên bơm cao áp. Nó tương ứng với thời điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu bằng bơm cao áp cho vòi phun. b. Góc động: Góc động là góc phun sớm nhiên liệu được xác định khi bắt đầu nâng kim phun, nghĩa là khi bắt đầu phun thực tế nhiên liệu qua vòi phun vào xy lanh của động cơ làm việc. Góc phun sớm thực tế khác góc phun sớm hình học gọi là góc chậm phun nhiên liệu : , (0GQTK) = - Đại lượng chậm phun nhiên liệu phụ thuộc vào áp suất bắt đầu nâng kim phun, tốc độ pít tông bơm cao áp, khe hở giữa pít tông và xy lanh bơm cao áp, biến dạng của các ống cao áp và các yếu tố khác … Trong quá trình khai thác động cơ, các thông số kể trên bị thay đổi và có ảnh hưởng đến giá trị góc phun sớm nhiên liệu thực tế. 3. Chẩn đoán sự thay đổi góc phun sớm nhiên liệu Sai lệch khỏi giá trị tối ưu của góc phun sớm nhiên liệu được xét đoán theo giá trị áp suất cháy cực đại PZ và nhiệt độ khí xả Tth đo cho từng xy lanh khi động cơ làm việc ở chế độ định mức hay gần định mức. - Hiện tượng tăng PZ đồng thời giảm Tth xác nhận sự tăng của góc phun sớm nhiên liệu.
- Giảm PZ đồng thời tăng Tth chứng tỏ góc phun sớm bị giảm. - Cùng tăng hay cùng giảm PZ và Tth xác nhận lượng nhiên liệu chu trình tăng hoặc giảm. Sai lệch hay cùng giảm PZ và Tth so với giá trị định mức có thể liên quan đến nhiều nguyên nhân khác. Vì vậy trước khi thay đôỉ góc phun sớm nhiên liệu, cần xác định nguyên nhân thực sự thay đổi PZ và Tth ở các công suất định mức hay gần định mức. 10.2.2. Các đặc tính điều chỉnh của động cơ theo pha phối khí Các đại lượng các pha và tiết diện các bộ phận phân phối khí có ảnh hưởng cơ bản đến quá trình làm việc của động cơ và sự làm việc của máy tăng áp - tuabin khí xả, chất lượng làm sạch các xy lanh khỏi khí sót, số lượng khí nạp đi vào các xy lanh, điểm mở và đóng các bộ phận nạp và thải (các xu páp nạp và thải, các cửa nạp và thải). Các giá trị tối ưu của các pha phối khí được xác định bằng thực nghiệm khi thử nghiệm động cơ ở nhà máy chế tạo, xuất phát từ các điều kiện nhận được các giá trị cực đại của hệ số nạp v và hiệu suất có ích e khi các giá trị cho phép của nhiệt độ pít tông, các xu páp và nhiệt độ khí xả. 1. Mở các xu páp thải của động cơ 4 kỳ Góc mở sớm tối ưu của các xu páp thải cho các động cơ 4 kỳ tăng áp và không tăng áp với số vòng quay n đc = 500  2000 v/ph làm việc khi cản áp định mức (Pth = 1,06  1,15 kG/cm2) và cao (Pth = 1,3  1,5 kG/cm2) trên đường thải, nằm trong các giới hạn từ 40  70 0 GQTK trước điểm chết dưới và cuối cùng được xác định theo các đặc tính điều chỉnh. Trên hình 10.5 giới thiệu các đặc tính điều pz chỉnh của động cơ?? 15/18 tăng áp tuabin khí xả tự 2 (kG/cm ) e pz=con do. Góc tối ưu mở sớm các xu páp thải bằng 450. 90 0,41 st 0 Sai lệch góc này từ 5  10 sẽ dẫn đến làm xấu tính 0,40 e kinh tế của động cơ. Khi tăng góc mở sớm xu páp 0,39 z 0,38  ; giai đoạn thải cưỡng bức xảy ra ở áp suất z thải 2.0 tth thấp và các tổn thất hành trình bơm (PHx) được 620 1,9 tth 600 pm 2
giảm. Song khi đó công giãn nở của chất khí còn bị giảm lớn hơn, kết quả ge tăng. Khi giảm , nhiệt độ khí thải Tth và áp suất tăng áp Pk bị giảm còn các tổn thất hành trình bơm (PHx) tăng và tính kinh tế của động cơ xấu đi (ge tăng). 2. Trùng điểm xu páp trong động cơ 4 kỳ ở các động cơ 4 kỳ tăng áp tuabin khí xả làm việc khi cản áp cao trên đường thải và ở động cơ không tăng áp, đại lượng trùng điểm các xu páp = 20  400 GQTK để tránh sục khí vào khoảng  xả vào các xy lanh. ở các động cơ tăng áp tuabin khí xả làm việc khi cản áp định mức trên đường thải, để quét buồng cháy người ta tăng trùng điểm các xu páp tới trị số = 80  1700 GQTK. Các xu páp nạp được mở sớm 50  900 GQTK trước điểm chết trên còn các xu páp thải đóng muộn 38  800 GQTK sau điểm chết trên. Trên hình 10. 6 chỉ ra các đặc tính điều chỉnh theo góc trùng điểm các xu páp v ) của động cơ?? 15/18 ở các giá trị khác nhau của cản áp đường thải, thu dược = f( trong phòng thí nghiệm của BBM. Sai lệch góc trùng điểm các xu páp khỏi giá trị tối ưu này sẽ gây ra giảm sự nạp đầy các xy lanh, hệ số v giảm đột ngột, đặc biệt trong các trường hợp nâng cao cản áp đường thải. 3. Đóng muộn các xu páp nạp của động cơ 4 kỳ v Góc đóng muộn tối ưu các xu páp nạp,93 0 của động cơ 4 kỳ được xác lập cho chế dộ,91 0 1 định mức và vào khoảng 20  550 góc,89 0 2 0,87 quay trục khuỷu sau điểm chết dưới. Số vòng quay động cơ ở chế độ định,85 0 3 mức càng lớn thì góc đóng muộn các xu,830 páp nạp càng lớn. ở các động cơ 4 kỳ tăng,81 0 áp, tăng góc đóng muộn các xu páp nạp sẽ,79 0 làm tăng nạp đầy các xy lanh và nâng cao,77 0 0,75
tính kinh tế động cơ ở chế độ tốc độ định mức, làm xấu sự nạp đầy và tính kinh tế ở các chế độ tốc độ bộ phận và làm xấu các tính chất khởi động của động cơ. ảnh hưởng của góc đóng muộn các xu páp nạp đến hệ số nạp của động cơ?? 24/27 được chỉ ra trên hình 10.7. ở các động cơ 2 kỳ đối đỉnh, các pha phối khí được xác lập khi lắp ráp và trong quá trình khai thác không được điều chỉnh. ở các động cơ 4 kỳ và các động cơ 2 kỳ quét thẳng, trong quá trình khai thác phải thực hiện chu kỳ kiểm tra và điều chỉnh các pha phối khí do các khe hở nhiệt trong dẫn động các xu páp bị thay đổi. 4. ảnh hưởng của đại lượng các khe hở nhiệt đến sự thay đổi của các pha phối khí Các khe hở nhiệt trong dẫn động các xu páp được điều chỉnh trên động cơ nguội ở nhiệt độ 200C. Khi động cơ làm việc, các chi tiết bị đốt nóng, dãn nở và các khe hở bị giảm. Trị số cực tiểu của khe hở nhiệt ,0  1 v 0,9 trong dẫn động cần phải lớn hơn trị số 3 dãn nở nhiệt của cần xu páp. Trong ,80 2 trường hợp ngược lại sẽ dẫn đến phá ,7 0 1 hỏng độ kín của xy lanh ở kỳ nén và ,6 0 MN 0,5 giãn nở, gây cháy xu páp và phá hỏng 0 ( GQT động cơ. Giá trị cực đại của khe hở 5 10 15 20 25 30 35 40 K) cần đảm bảo xu páp làm việc không bịHỡnh 10.7: Ảnh hửụỷng goực ủoựng va đập. Tăng khe hở sẽ tăng gõ các xu uoọn caực xu paựp náp ủeỏn heọ soỏ m páp, mòn vùng làm việc của xu páp, đế xu páp và độ ồn của động cơ. ảnh hưởng của náp ủoọng cụ?H24/27 khi pk > p sự thay đổi các khe hở nhiệt đến các pha phối khí của động cơ 4 kỳ được chỉ ra trên hình 10.8. - Khi tăng các khe hở nhiệt, các xu 14 páp được mở muộn hơn và đóng sớm 12 hơn, góc mở sớm vầ góc đóng10 muộn 8 của các xu páp bị giảm. fn ft 6 4 2
- K hi gi ảm các khe hở nhiệt , c ác x u páp b ị mở sớm hơn và đóng m u ộn hơn. Đối với các động cơ trung và cao tốc, trị số các khe hở nhiệt được thiết lập với độ chính xác  0 ,05 mm, c òn c ác pha phối khí đến  30 GQTK. 10.2.3. Các đặc tính điều chỉnh của động cơ theo tỷ số nén Khi tăng không hạn chế áp suất cháy cực đại PZ và  = = const thì hiệu suất có ích e của động cơ tăng áp tuabin khí xả không đạt được cực đại khi thay đổi tỷ số nén trong các giới hạn được sử dụng trong thực tế:  = 11  18 (hình 10.9). Khi cố định PZ = const và  = thay đổi thì tỷ số nén có giá trị tối ưu phụ thuộc vào áp suất tăng áp. Sai lệch giá trị tỷ số nén so với giá trị tối ưu làm xấu tính kinh tế của động cơ. Đối với động cơ đã cho, khi PZ = 80 kG/cm2 thì giá trị tối ưu tư = 12. Các dấu hiệu xác nhận về sự giảm tỷ số nén là sự giảm đồng thời áp suất cuối quá trình nén Pc và áp suất cháy cực đại Pz, nâng cao nhiệt độ khí xả Tth và tiêu hao nhiên liệu giờ ( ) tăng, đồng thời giảm các tính chất khởi động của động cơ (tăng thời gian khởi động và tiêu hao khí khởi động). Trong các điều kiện khai thác, tỷ số nén được kiểm tra theo độ cao buồng cháy. Với sự tăng cao buồng nén, tỷ số nén bị giảm. Chiều cao buồng nén được đo nhờ phương pháp ép chì (các động cơ 37?, 40?, 61?,?? 30/38). Để làm điều này trên các mép đỉnh pít tông ở bề mặt vuông góc với trục tâm động cơ được đặt các khối chì lập phương có độ cao hơi lớn hơn chiều cao giới hạn của buồng nén. Quay trục khuỷu, độ cao buồng nén được xác định theo độ cao bị ép lại của chì. Độ cao buồng nén được xác định khi sửa chữa động cơ. 10.3. Các đặc tính điều chỉnh và đặc tính tốc độ của thiết bị cung cấp nhiên liệu 10.3.1. Các đặc tính điều chỉnh Các chỉ tiêu công tác cơ bản của động cơ: công suất, vùng thay đổi số vòng quay và tải trọng, tính thích ứng, độ ồn, tính kinh tế, tuổi thọ và độ tin cậy phụ thuộc vào chất lượng làm việc và các đặc tính của thiết bị cung cấp nhiên liệu. e 1,08
Các đặc tính điều chỉnh của thiết bị cung cấp nhiên liệu là sự phụ thuộc vào thông s ố điều chỉnh của các chỉ tiêu công tác của thiết bị nhiên liệu (lượng nhiên liệu cung cấp chi chu trình , áp suất phun Pf, quy luật cung cấp nhiên liệu,…). Các thông số điều chỉnh của thiết bị nhiên liệu là: trị số hành trình thanh răng bơm cao áp Sp, sức căng sơ bộ lò xo vòi phun (áp suất bắt đầu nâng kim phun), dự trữ hành trình piston bơm cao áp (khe hở E). Các đặc tính đIều chỉnh của thiết bị cung cấp nhiên liệu của động cơ được chỉ ra trên hình 10.11. Các đặc tính điều chỉnh cho phép xác định theo hành trình thanh răng cung cấp nhiên liệu chu trình cực đại và cực tiểu của bơm cao áp khi động cơ làm việc theo đặc tính tải n đc = const. Đặc tính thay dổi = f(SP) cho phép xác định trạng thái kỹ thuật của thiết bị nhiên liệu và khả năng sử dụng tiếp tục nó. Sai lệch của đặc tính này khỏi đường thẳng khi cung cấp xác nhận sự làm việc không ổn định của thiết bị nhiên liệu. Sự dãn rộng vùng khoảng cách của các đặc tính về hướng tăng cung cấp nhiên liệu cho chu trình xác nhận về sự mòn của “bộ đôi” phân bơm cao áp, của vòi phun và cơ cấu dẫn động bơm nhiên liệu. E b) 1 1,1 E 1,0 2 pz 0,9 (kG/cm2) 0,8 2 1,0 pz 0,8 pk 1 a) 1,0 0,6 pz(kG/c 1 v 0,8 0,4 tth m2) pk 2 pk 0,6 ge 0 ( C) 80 (g/cvh) 0,4 460 75 1,8 440 70 tth 1,6 420 ge 400 1,4 ge(g/cvh ge
Khi thử nghiệm thiết bị phun nhiên liệu động cơ trên giá thử trong nhà máy ta nhận được các đặc tính điều chỉnh và các đặc tính tốc độ sử dụng trong giai đoạn khai thác động cơ động cơ để đánh giá các chất lượng khai thác của chúng. Hành trình cực đại và cực tiểu của thanh răng bơm cao áp, và do đó cả đại lượng cung cấp nhiên liệu cho chu trình được điều chỉnh khi thử bơm nhiên liệu trên giá. Người ta hạn chế chuyển dịch của thanh răng bằng các mấu chặn “max” và “0”, còn ở các động cơ kiểu M -50 và M -503 bằng mấu chặn khởi động tự động và đảo chiều. Bơm cao áp mới được chế tạo với dự trữ năng suất không nhỏ hơn (1,3  1,4) . Các đặc tính điều chỉnh cho phép xác định thời gian phun theo góc quay trục - 0GQTK) và áp suất phun Pf, các đại lượng này ảnh hưởng cơ bản đến quá khuỷu ( trình cháy nhiên liệu trong xy lanh động cơ. pf pfmax nTH= const (kG/c (kG/cm pf Sp= const m2) 2 ) 600 500 (g/c vh) 500 480 pfma 4,0 400 460 s 3,0 (0GQ 440 s 2,0 TK) 0 420 s ( GQ tf 40 1,0 TK) 400 30 Sp 20 20 100 260 300 5 10 15 20 25 30 35(mm 2 p (kG/cm ) Hỡnh 10.11. Caực ủaởc tớnh Hỡnh 10.12. AÛnh hửụỷng cuỷa ủieàu chổnh theo haứnh trỡnh aựp suaỏt naõng kim phun (sửực thanh raờng cuỷa bụm - voứi
Phá hỏng điều chỉnh mấu chặn cung cấp cực đại có thể gây ra: - Tăng hành trình thanh răng - quá tải động cơ. Các dấu hiệu quá tải động cơ là đồng thời tăng PZ và Tth. Quá tải động cơ rút ngắn tuổi thọ của nó và quá tải lớn có thể dẫn đến phá hỏng động cơ. - Giảm hành trình thanh răng, khi đó động cơ không phát được công suất toàn bộ. Khi phá hỏng điều chỉnh mấu chặn cung cấp nhiên liệu “0” thì động cơ không dừng lại được khi gạt tay cần điều khiển về vị trí “dừng”. Khi hỏng điều chỉnh vấu chặn khởi động tự động, động cơ hoặc là không khởi động được hoặc khởi động được với sự vượt tốc lớn hoặc kẹt khi đảo chiều. 10.3.2. ảnh hưởng của sức căng ban đầu lò xo vòi phun (áp suất bắt đầu nâng kim phun) đến các thông số phun nhiên liệu và sự làm việc của động cơ ảnh hưởng của sức căng ban đầu lò xo vòi phun đến các thông số phun nhiên liệu được chỉ ra trên hình 10.12. - Khi tăng sức căng ban đầu lò xo vòi phun (áp suất bắt đầu nâng kim phun) Pf, thời gian phun bị giảm và áp suất phun cực đại Pfmax tăng lên. Giá trị áp suất tối ưu bắt đầu nâng kim phun cho các vòi phun kín nhiều lỗ Pftư nằm trong khoảng 200  325 kG/cm2, và cho đầu phun (một lỗ) kiểu chốt trong khoảng 120  150 kG/cm2. Giá trị áp suất tối ưu bắt đầu nâng kim phun được chọn theo suất tiêu hao nhiên liệu cực tiểu khi động cơ làm việc ở chế độ định mức. Đặc tính điều chỉnh của động cơ theo áp suất bắt đầu nâng kim phun được chỉ ra trên hình 10.13. - Khi giảm sức căng lò xo chất lượng phun bụi và cháy nhiên liệu bị xấu đi, độ không đồng i.10-2 g (s) đều cung cấp nhiên liệu cho các xy lanh tăng lên,e ge 3,4 (g/cv góc phun sớm sai lệch so với giá trị tối ưu, xuất 2,5 h) i hiện nhỏ giọt nhiên liệu và keo cốc bám ở đầu 2,0 175 phun. Các điều trên gây ra sự làm việc không ổn 170 định ở các vòng quay thấp, làm xấu tính chất65 200 300 400 1 p (kG/cm2) khởi động, khói đen, giảm công suất, tính kinh tH,ỡnh 10.13. AÛnh hửụỷng ế độ tin cậy và tuổi thọ của động cơ. cuỷa aựp suaỏt baột ủaàu - Tăng quá nhiều sức căng ban đầu của lò xo dẫn đến sớm phá hỏng vòi phun naõng kim phun ủeỏn giaự trũ (phá hỏng đế kim phun và mặt côn làm kín của kim phun), rút ngắn thời gian phun, tăng thời gian giữ nhiên liệu trên bơm và giảm góc phun hi n = const,ệu thực tế. k sớm nhiên li =
Sai lệch sức căng lò xo khỏi giá trị tối ưu làm xấu tính kinh tế của động cơ. Các thử nghiệm tiến hành trên nhà máy chỉ ra rằng sức căng nắp vặn gắn cụm vòi phun đến vỏ phân bơm có ảnh hưởng lớn đến đặc tính của bơm - vòi phun. Các kết quả thí nghệm được giới thiệu trên hình 10.14. Các đồ thị cho thấy rõ ảnh hưởng của sức căng khác nhau đến lượng cung cấp nhiên liệu cho chu trình (cm3/CT), thời gian phun nhiên liệu theo góc quay trục khuỷu . Khi sức căng mũ chụp không đủ, xảy ra hở các mặt đầu của các chi tiết lắp ghép cụm bơm cao áp - vòi phun trong thời gian phun và gây ra thay đổi các đặc tính. 10.3.3. ảnh hưởng của dự trữ hành trình pít tông bơm cao áp đến quá trình phun nhiên liệu và sự làm việc của động cơ Dự trữ hành trình pít tông (khe hở E) chỉ p ra trên hình 10.15. Đây là khoảng cách từ mépf (kG/c trên của pít tông 5 đến ổ van đẩy 7 khi pít m2) tông ở điểm chết trên (vòng bi con đội 2 ở 1 32 600 trên đỉnh cam 1). Đại lượng dự trữ hành trình 500 pít tông thay đổi được nhờ bulông 4. Khi nới (cm3/ 400 32 1 bulông 4 thì pít tông 5 được nâng lên và khe CT) 4,0 hở E bị giảm. Khi vặn bulông 4 vào thì khe hở 3,3 E tăng lên. tf (0GQ 1 32 3,0 Khi thay đổi đại lượng dự trữ hành trình TK) pít tông, vị trí mép trên của pít tông 5 đối với 20 cửa thu 6 của xy lanh 8 bị thay đổi. Do đó khi 100 200 300 400 thay đổi E thì có thể thay đổi thời điểm bắt n(v/ph) Hỡnh 10.14. AÛnh hửụỷng cuỷa đầu cung cấp nhiên liệu của bơm theo góc sửù xieỏt caờng naộp vaởn bụm cao quay trục khuỷu. Các dung sai chế tạo và lắp ghép các chi p - vcủa phun cao ng cụ?H30/38 nó khi aự tiết oứi bơm ủoọ áp và dẫn động khe hở E không đồng nhất là nguyên nhân làm các thời điểm bắt đầu cấp nhiên liệu của phân bơm sai khác nhau lớn hơn 0,50 Geỏn thụứi gian phun,phép. Vìphun sau khi ủ QTK là không cho lửụùng vậy, thiết lập trị số E đồng nhất cần tiến hành kiểm tra các thời điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu của các phân bơm. Sau khi đặt bơm, trong thời gian động cơ làm việc, áp suất cháy cực đại PZ và nhiệt độ khí xả của các xy lanh Tth cũng có thể sai khác một
giá trị vượt quá trị số cho phép. Cả hai trường hợp trên cần điều chỉnh thời điểm cung cấp nhiên liệu của các phân bơm nhờ sự thay đổi đại lượng dự trữ hành trình pít tông (khe hở E). Các giá trị dự trữ hành trình pít tông và các giới hạn thay đổi chúng đối với một số động cơ như sau: 40?: E = 2  0,5mm; M-503: E = 1  0,35mm; 3?6: E = 0,75  0,25mm. 7 E1 E2 E3 h3 h2 h1 6 8 5 4 3 2 h 1 Hình 10.15. Sơ đồ biểu diễn sự thay đổi đại lượng E: 1. Cam; 2. Đũa đẩy; 3. Ê cu hãm; 4. Bu lông đũa đẩy; 5. Piston bơm cao áp; 6. của vào nhiên liệu; 7. ổ van đẩy; 8. xi lanh bơm cao áp. E1; E2; E3;- dự trữ hành trình piston; h. Hành trình toàn bộ của piston 10.3.4. ảnh hưởng của đại lượng dự trữ hành trình pít tông đến qúa trình phun nhiên liệu Khi thay đổi đại lượng khe hở E, đại lượng mở cửa nạp của xy lanh hnạp (pít tông ở vị trí mép dưới) và thời điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu của các phân bơm thay đổi (hình 10.16). VptBCA, (m/s) 2.0
Hình 10.16. ảnh hưởng của sự thay đổi đại lượng E đến góc bắt đầu cung cấp nhiên liệu và thời gian cung cấp nhiên liệu của bơm cap áp động cơ?H 18/20 Thay đổi thời điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu gây ra sự thay đổi tốc độ chuyển động của pít tông vptBCAvào thời điểm cấp nhiên liệu, quy luật cung cấp nhiên liệu theo góc quay của trục khuỷu và thời gian phun theo góc quay trục khuỷu . - Khi tăng khe hở đến E2, việc cung cấp nhiên liệu xảy ra khi tốc độ pít tông vptBCA lớn, thời gian phun bị rút ngắn, góc phun sớm nhiên liệu s bị giảm và qui luật cung cấp nhiên liệu theo góc quay trục khuỷu bị thay đổi. - Khi giảm khe hở đến E3, sự cung cấp nhiên liệu xảy ra ở tốc độ pít tông nhỏ. Thời gian cung cấp nhiên liệu và góc phn sớm s tăng lên, qui luật cung cấp nhiên liệu bị thay đổi. Mức độ thay đổi của các thông số trên khi thay đổi khe hở E phụ thuộc vào biên dạng cam. Thay đổi đại lượng mở cửa nạp hnạp và tốc độ pít tông vptBCA có ảnh hưởng lớn đến lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình , áp suất phun cực đại Pfmax và thơi gian phun .
ảnh hưởng của đại lượng mở cửa nạp hnạp đến các thông số kể trên giới thiệu trên hình 10.17. 0 f 26 25 f 24 (kG/c m2) 23 810 790 770 (kg/C T) 760 2,30 750 2,28 2,26 1 2 3 4 5 6 hnap(mm) Hỡnh 10.17. ảnh hưởng của đại lượng mở cửa nạp (hn) đến lượng nhiên liệu cấp cho chu trình ( );áp suất phun ¸ (Pf) và thời gian phun theo 10.3.5. ảnh hưởng của đại lượng dự trữ hành trình pít tông đến sự làm việc của động cơ Khi giảm dự trữ hành trình pít tông E (đại lượng mở cửa nạp) lượng cung cấp nhiên liệu chu trình và áp suất phun cực đại Pfmax bị giảm, thời gian phun và góc phun sớm s được tăng lên, giảm gây giảm công suất động cơ, (Ne = . e. Pf ) giảm dẫn đến giảm góc côn (của chùm tia phun) phun bụi, tầm B.nđc. phun xa và làm xấu chất lượng phun bụi nhiên liệu. Thời gian phun có ảnh hưởng lớn đến tính kinh tế của động cơ (hình 10.18). Như các thí nghiệm đã chỉ ra, giảm thời gian phun dẫn đến làm tốt tính kinh tế động cơ chỉ trong diều kiện chiều dài và góc côn phun tia phù hợp dạng buồng cháy, nghĩa là thực hiện thời gian phun tối ưu. ge (g/cv h) 157
Việc giảm tiếp tục thời gian phun liên quan đến việc tăng tốc độ pít tông, nâng cao áp suất phun, tăng tầm phun xa và góc côn phun tia. Điều đó dẫn đến phá hỏng tương quan giữa chiều dài và góc côn phun tia với dạng buồng cháy và do đó làm xấu quá trình cháy và giảm tính kinh tế của động cơ. Việc thay đổi qui luật cấp nhiên liệu do thay đổi đại lượng dự trữ hành trình pít tông có ảnh hưởng cơ bản đến sự làm việc của động cơ. Mức ảnh hưởng này phụ thuộc vào dạng cam và đại lượng dự trữ hành trình pít tông. ảnh hưởng của đại lượng dự trữ hành trình pít tông đến qui luật cấp nhiên liệu và dạng biểu đồ chỉ thị khi số vòng quay không đổi được chỉ ra trên hình 10.19. Khi điều chỉnh thời điểm bắt đầu cấp nhiên liệu của bơm cao áp, được phép thay đổi đại lượng dự trữ hành trình pít tông nhưng chỉ trong các giới hạn hạn chế để không gây các sai lệch lớn của tốc độ pít tông, thời gian phun và qui luật cung cấp nhiên liệu so với các giá trị tối ưu. Đại lượng dự trữ hành trình tối ưu của pít tông được xác định khi chế tạo bơm nhiên liệu mới. Đại lượng E là tối ưu khi động cơ ở vòng quay định mức cho được công suất đã cho, có tiêu hao nhiên liệu cực tiểu và các giá trị PZ và T? cho phép. P Với E3 Với E2 Với E1 2’’’ ’ 2 1’’ 1’ 1’’’
Hình 10.19. ảnh hưởng của đại lượng E đến quy luật cấp nhiên liệu Gnl=f( ) 10.3.6. Các đặc tính tốc độ của thiết bị cung cấp nhiên liệu Đặc tính tốc độ của thiết bị cung cấp nhiên liệu là sự phụ thuộc của đại lượng cung cấp nhiên liệu cho chu trình vào số vòng quay trục cam của bơm ntrc k hi vị trí c ủa bộ phận điều chỉnh (h ành trình thanh răng) không đ ổi S P = const. Đặc tính tốc độ nhận được khi thử nghiệm hệ thống phun trên giá thử vạn năng. Các đặc tính tốc độ (hình 10.20) xác định khả năng nhận tải của động cơ khi vị trí . thanh răng ở mấu chặn (Me = B e), khả năng duy trì số vòng quay ổn định cực tiểu, vòng quay không tải,… Vì vậy người ta đặt ra các yêu cầu đặc biệt đối với đặc điểm thay đổi dạng các đặc tính tốc độ của thiết bị nhiên liệu các động cơ tàu quân sự. Làm xấu đi đặc tính tốc độ của thiết bị cung cấp nhiên liệu của động cơ là một trong các nguyên nhân làm giảm chất lượng khai thác của động cơ như tính thích ứng, t ính ổ n định làm việc ở số vòng quay nhỏ, ở hành trình không t ải,… 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
Hỡnh 10.20. Các đặc tính tốc độ của thiết bị cung cấp nhiên liệu của động cơc?H18/20 10.4. Điều chỉnh tĩnh động cơ 1 10.4.1. Xác định điểm chết trên Điều chỉnh tĩnh động cơ được tiến hành bắt đầu từ việc xác định điểm chết trên cho xy lanh mà theo đó sẽ tiến hành điều chỉnh động cơ. Dấu của điểm chết trên trên bánh đà, mặt bích lực 2 hay trên đĩa chia độ được kiểm tra theo vị trí trên cùng nhờ dụng cụ đặc biệt: thước đo sâu - hình 10.21. Hình 10.21. Thước đo sâu 1 - Thanh động; 2 - Thân thước 10.4.2. Điều chỉnh các khe hở nhiệt trong dẫn động các xu páp nạp và xu páp thải Phương pháp điều chỉnh các khe hở nhiệt phụ thuộc vào kết cấu của động cơ. ở các động cơ kiểu 9?, 37?,?8-5/11, M-503,…) việc điều chỉnh các khe hở nhiệt được thực hiện bằng cách vặn vào hay vặn ra các bulông va đập điều chỉnh ở đầu cuối các tay đòn xu páp. 2,34  1mm Hình 10.22. Đo khe hở nhiệt ở động cơ diesel 3?6