Xem mẫu
- 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 sup(t kG/ cm định mức: đo cho tất cả các xy lanh các áp suất nén
ấ 50%, 75% 2
100 )
PC, cháy PZ, áp suất trung bình theo thời gian Pt và nhiệt độ khí xả T?.
1
90
Nếu các thông số đo được khác với 2 trị cho trong lý lịch thì phải điều chỉnh
giá
80
chúng theo trình tự lặp lại.
3
70
10.2. Các đặc tính điều chỉnh của động cơ
4
60
Các đặc tính điều chỉnh của động cơ là sự phụ thuộc của công suất , tính kinh
50 5
tế, các chỉ tiêu của quá tình công tác của nó vào sự thay đổi các thông số điều chỉnh
(góc phun sớ40 pha phối khí,..).
m,
30
10.2.1. Các đặc tính điều chỉnh của động cơ theo góc phun sớm nhiên liệu
20
1. ảnh hưởng của góc phun sớm nhiên liệu đến sự làm việc của động cơ
10
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 ϕơ và nhiệt của động
c
cơ. Muốn vậy ta hãy khảo sát các đồ thị chỉ thị phối hợp (0GQTK) ứng với các góc
thu được
phun sớm khác nhau660 670 680 690 700 710 0 10 20
650 (hình 10.1).
30 40 50 60 ẹ70 80 90 100
CT
- Khi góc phun sớm nhỏ, quá trình cháy chuyển sang đường giãn nở trong vùng
Hỡnh 10.1. Caực bieồu ủồ chổ thũ phoỏi hụùp cuỷa ủiẽden
thể tích lớn của xy lanh, điều=đó dẫn = ến giảm trị số cực đại của tốc độ cháy
(n const; đconst)
(
1- Khi ϕ s= 37 goực quay trúc khuyỷu; 2- Khi ϕ s= 290 goực quay trúc
0
khuyỷu;
3- Khi ϕ s= 27 goực quay trúc khuyỷu; 4- Khi ϕ s= 210 goực quay trúc
0
- tương đối ( )max (0GQTK); giảm nhiệt độ cháy cực đại TZ, áp suất cháy
cực đại PZ, thời gian giữ chậm sự tự cháy τ i và tốc độ tăng áp suất ( )Max; tăng
tổn thất nhiệt, giảm hiệu suất chỉ thị η i và nâng cao nhiệt độ khí xả Tth.
p(kG/cm
2
)
pz pz
(kG/cm2) Tz(0K)
90
Tz 2400
70
2200
50
2000
60 1800
1
τi τi 10
8
18
6
16
4
14
2
12
0
2
4
ηi
ηi ge(g/cv.h)
0,48
0,46 145
0,44 140
gi 135
130
ϕs
21 23 25 27 27 29 33
35 37
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 τ i.
Khi tăng τ 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.
p
Công suất tổn thất tăng lên, hiệu 1
(kG/c
suất chỉ thị, công suất và tính kinh tế
m2) 2
của động cơ bị giảm.
Các biểu đồ chỉ thị trong tọa độ 3
P -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
Vc Vh V(m3)
tăng áp, và được
Hỡnh 10.3. Caực bieồu ủoà chổ
xác định theo các đặc tính điều chỉnh nhkhi được khi thửụựmệm động cơ trên
thũ ận goực phun s nghi nhieõn
giá thử. lieọu laứ:
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 α tư2, khi đó công
suất định mức nhận được khi giá trị giới hạn cho phép của áp suất cháy PZ.
pz
nCTK nCTK
(kG/cm pz tth 1,1
2
) z
17 1,04 1,0
80
13 1,02
70 pk
9 1,00 tth
60
5 0,98 1,2
50
40 1,1
0
tth( C) tth 1,0
λ pk
500 1,1
480 Ne(cv)
1,0
460 pz
150 0,9 λ
40
140 0,8 1,1
ge Ne 130 0,7 1,0
(g/cvh) 120 ge pz 0,9
1,08
220
1,06
210
ge 1,04
200 ge
1,02
190
1,00
180
ϕs ϕs
170
(0GQT (0GQT
ϕ1 ϕ2 ϕ2 ϕ4
14 16 18 20 22 24 26
a) b)
Hỡnh 10.4. Caực ủaởc tớnh ủiều chổnh theo goực phun sụựm nhiẽn
lieọu
(khi n = const; = const)
(
a- ẹoọng cụ?15/18 (theo soỏ lieọu phoứng thớ nghieọm);
b- ẹoọng cụ?H30/38 (theo soỏ lieọu cuỷa nhaứ maựy).
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
pz
Các đại lượng các pha và tiết diện các bộ phận phân phối khí η e ảnh hưởng
có
(kG/cm p =con
0,41
cơ bản đến quá trình làm việc của động cơ và sự làm việzc của máy tăng áp - tuabin
2
)
0,40
khí xả, chất lượng làm sạch các xy lanh khỏi khí sót, số lượng khí nạp đi vào các
90
ηe 0,39
xy lanh, điểm mở và đóng các bộ phận nạp và thải (các xu páp nạp và thải, các cửa
0,38
αz
nạp và thải). tth
αz
Các giá trị tối ưu của các pha phối khí được xác định bằng thực nghiệm khi
620
2.0 các điều kiện nhận được các
thử nghiệm động cơ ở nhà máy chế tạo, xuất phát từ tth 600
1,9
giá trị cực đại của hệ số nạp η v và hiệu suất cóp η e khi các giá tr580 phép của
ích ị cho
m
nhiệt độ pít tông, các xu páp và nhiệt độ khí xả. pk
(kG/cm pm
1. Mở các xu páp thải của động cơ 4 kỳ 2
) (kG/c
m2)
1,75
Góc mở sớm tối ưu của các xu páp thải cho các động cơ pkkỳ tăng áp và không
4
1,70 175
tăng áp với số vòng quay n đc = 500 ÷ 2000 v/ph làm việc khi cản áp định mức (Pth =
40 170
1,06 ÷ 1,15 kG/cm ) và cao (Pth = 1,3 ÷ 1,5 kG/cm e
2 2 g
g) trên đườnge thải, nằm trong các
165
giới hạn từ 40 ÷ 70 GQTK trước điểm chết dướ
0 (g/cvh) i và cuối cùng được xác định
120
165
theo các đặc tính điều chỉnh. ϕ SN
160
Trên hình 10.5 giới thiệu các đặc tính điề155u (0GQT
40 45 50 55 60
chỉnh của động cơ?? 15/18 tăng áp tuabin khí Hỡnh 10.5. Caực ủaởc tớnh
xả
tự do. Góc tối ưu mở sớm các xu páp thải bằng
ủieàu chổnh theo goực mụỷ
- 450. Sai lệch góc này từ 5 ÷ 100 sẽ dẫn đến làm
xấu tính kinh tế của động cơ. Khi tăng góc mở
sớm xu páp thải ; giai đoạn thải cưỡng bức
xảy ra ở áp suất thấp và các tổn thất hành trình
bơm (PHx) được 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
ηv
không tăng áp, đại lượng trùng điểm các xu páp
0,93
vào khoảng = 20 ÷ 400 GQTK để0,91 sục
tránh 1
khí xả vào các xy lanh. 0,89 2
0,87
ở các động cơ tăng áp tuabin khí xả làm việc khi cản áp định mức trên đường
0,85
3
0,83 điểm các xu páp tới trị số
thải, để quét buồng cháy người ta tăng trùng = 80 ÷
0,81
1700 GQTK. Các xu páp nạp được mở sớm 50 ÷ 900 GQTK trước điểm chết trên
0,79
còn các xu páp thải đóng muộn 38 ÷ 800,77 sau điểm chết trên.
0
GQTK
0,75
Trên hình 10. 6 chỉ ra các đặc tính điều chỉnh theo góc trùng điểm các xu páp η v
0,73
0,71
= f( ) của động cơ?? 15/18 ở các giá trị khác nhau của cản áp đường thải , thu
0,69
dược trong phòng thí nghiệm của BBM. Sai lệch góc trùng điểm các xu páp khỏi
ϕ tđ
0,67
giá trị tối ưu này sẽ gây ra giảm sự nạp đầy các xy lanh , hệ số η v giả(m đột ngột,
0
GQT
đặc biệt trong các trường hợp nâng cao cản áp 0 đường thả40
i. 60
c ỡ 4 10.6. Heọ soỏ naùp cuỷa ủoọng
3. Đóng muộn các xu páp nạp của động Hơ nhkỳ
Góc đóng muộn tối ưu các xu páp ụ?H15/18 phuù thuoọc vaứo goực
c
nạp của động cơ 4 kỳ được xác lập cho
truứng ủieọp caực xu paựp
- chế dộ định mức và vào khoảng 20 ÷ 550
góc quay trục khuỷu sau điểm chết dưới.
Số vòng quay động cơ ở chế độ định
mức càng lớn thì góc đóng muộn các xu
páp nạp càng lớn. ở các động cơ 4 kỳ
tăng áp, tăng góc đóng muộn các xu páp
nạp sẽ làm tăng nạp đầy các xy lanh và
nâng cao 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 nhiệ1,0 η v
t
trong dẫn động cần phải lớn hơn tr0,9
ị 3
0,8
số dãn nở nhiệt của cần xu páp. 2
0,7 1
Trong trường hợp ngược lại sẽ dẫn
0,6
đến phá hỏng độ kín của xy lanh ở ϕ MN
0,5
kỳ nén và giãn nở, gây cháy xu páp và (0GQT
phá hỏng động cơ. Giá trị cực đại 5 10 15 20 25 30 35 40
Hỡnh 10.7: Ảnh hửụỷng goực ủoựng
của khe hở cần đảm bảo xu páp làm
muoọn caực xu paựp náp ủeỏn heọ soỏ
náp ủoọng cụ?H24/27 khi pk > pΓ
- việc không bị va đập. Tăng khe hở sẽ
tăng gõ các xu
páp, mòn vùng làm việc của xu páp, đế xu páp và độ ồn của động cơ. ảnh hưởng
của 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, các
δ
xu páp được mở muộn hơn và đóng
14
12
sớm hơn, góc mở sớm vầ góc đóng
10
8
muộn của các xu páp bị giảm. fn ft
6
- Khi gi ả m các khe h ở nhi ệ t ,
4
2
các xu páp b ị m ở sớ m h ơ n và đóng ϕ
muộ n h ơ n. ẹCD ẹCT ẹCD
Đối với các động cơ trung và Hỡnh 10.8. AÛnh hửụỷng cuỷa giaự trũ
cao
tốc, trị số các khe hở nhiệt được thiết
khe hụỷ nhieọt ủeỏn pha phoỏi khớ
lập với độ chính xác ± 0,05 mm, còn
các pha ph ố i khí đ ế n ± 30 GQTK. ủoọng cụ?H30/38
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 λ = = const thì hiệu suất
có ích η 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: ε = 11 ÷ 18 (hình 10.9). Khi
cố định PZ = const và λ = 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 ε 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.
Các đặc tính điều chỉnh của thiết bị cung η e
1,08
cấp nhiên liệu là sự phụ thuộc vào thông số
10,4
điều chỉnh của các chỉ tiêu công tác của thiết bị 2
10,0
nhiên liệu (lượng nhiên liệu cung cấp chi chu 1
0,96
0,92
trình , áp suất phun Pf, quy luật cung cấp
0,88
nhiên liệu,…). 11 12 13 14 15 16 ε
Các thông số điều chỉnh của thiết bị nhiên nh 10.9. Sửù phuù thuoọc
Hỡ
liệu là: trị số hành trình thanh răng bơm cao áp ỷa hieọu suaỏt coự ớch
cu
Sp, sức căng sơ bộ lò xo vòi
(tửụng ủoỏi) cuỷa ủoọng cụ
phun (áp suất bắt đầu nâng kim phun), dự trữ hành trình piston bơm cao áp (khe hở
E). ủieõden vaứo tyỷ soỏ neựn
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
pz 2 0,9
0,8
(kG/cm
2 2
)
pz pk
1,0
a) 0,8 1 1,0
pz(kG/c 0,6 1 0,8
ηv tth
m)2
pk 0,4 pk 2 0,6
0
(C ge 0,4
80
)
75 (g/cvh)
46
70 tth 0 1,8
44 1,6 ge
ge(g/cv ge 0 1,4 1
h) 42 1,2 2 Ne(%)
170 1,0 20 40 60 80 100
11,5 12 12,56 ε
165
Hỡnh 10.10. Caực ủaởc tớnh ủiều chổnh theo tyỷ soỏ neựn
a- ẹoọng cụ?H25/34 khi Ne= const, n = const, ϕ s= const;
b- ẹoọng cụ?H30/38 khi khi ε = 12 (1) vaứ khi ε = 13 (2)
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 khuỷu ( - 0GQTK) và áp suất phun Pf, các đại lượng này ảnh
hưởng cơ bản đến quá trình cháy nhiên liệu trong xy lanh động cơ.
- pf pfmax
nTH= const
(kG/c pf (kG/cm
Sp= const
2
m) 2
)
600 (g/c
500
vh)
500 pfmax 480
4,0 ϕs
400 460
3,0 0
( GQ
ϕs 2,0 440
TK)
0 ϕs tf 420
( GQ s 1,0 40
TK) Sp 400
30
5 10 15 20 25 30 35(mm 100 260 300
20 p (kG/cm2)
Hỡnh 10.11. Caực ủaởc tớnh Hỡnh 10.12. AÛnh hửụỷng
f
ủieàu chổnh theo haứnh trỡnh cuỷa aựp suaỏt naõng kim phun
thanh raờng cuỷa bụm - voứi (sửực caờng loứ xo) ủeỏn aựp
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
τ i.10-
kim phun) đến các thông số phun nhiên liệu và sự làm việc của động cơ
ge ge 2
ảnh hưởng của sức căng ban đầu lò xo vòi phun đến các thông số phun nhiên
(g/cv (s)
liệu được chỉ ra trên hình 10.12.
h) τi 3,4
- Khi tăng sức căng ban đầu lò xo vòi phun (áp suất bắt đầu nâng kim phun) Pf,
175 2,5
thời gian phun bị giảm và áp suất phun cực170 200 tăng lên. Giá trị áp suất tối
đại Pfmax 300 2,0
400
ưu bắt đầu nâng kim phun cho các vòi phun kín nhiều lỗ Pftư 2 nằm trong khoảng 200
Hỡnhf(kG/cmAÛnh hửụỷng
165 p 10.13. )
÷ 325 kG/cm , và cho đầu phun (một lỗ) kiểu chốt trong khoảng 120 ÷ 150
2
kG/cm2. Giá trị áp suất tối ưu bắt đầu nâng kim ỷa aựđượcỏt ban theo suất tiêu hao
cu phun p sua chọ ột ủaàu
naõng kim phun ủeỏn giaự
- 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
đều cung cấp nhiên liệu cho các xy lanh tăng
lên, góc phun sớm sai lệch so với giá trị tối ưu,
xuất hiện nhỏ giọt nhiên liệu và keo cốc bám ở
đầu phun. Các điều trên gây ra sự làm việc
không ổn định ở các vòng quay thấp, làm xấu
tính chất khởi động, khói đen, giảm công suất,
tính kinh tế, độ tin cậy và tuổi thọ của động cơ.
- Tăng quá nhiều sức căng ban đầu của lò xo dẫn đến sớm phá hỏng vòi phun
(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 sớm nhiên liệu thực tế.
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
p f
ảnh hưởng của sức căng khác nhau đến lượng cung cấp nhiên liệu cho chu trình
(kG/c
m2 3 2 1
(cm3/CT), thời gian phun nhiên liệu theo)góc quay trục khuỷu . Khi sức căng
600
mũ chụp không đủ, xảy ra hở các mặt đầu của các chi tiết lắp ghép cụm bơm cao
500
áp - vòi phun trong thời gian phun và gây ra thay đổi các đặc tính.
400 3 2 1 (cm3/
10.3.3. ảnh hưởng của dự trữ hành trình pít tông bơm cao áp đCT) quá trình
ến
phun nhiên liệu và sự làm việc của động cơ 4,0
tf 3,3
Dự trữ hành trình pít tông (khe hở E)0 chỉ 3 2 1
( GQ 3,0
ra trên hình 10.15. Đây là khoảng cáchTK) từ
mép trên của pít tông 5 đến ổ van đẩy 7 khi
pít tông ở điểm chết trên (vòng bi con đội2 2 100 200
20 300 400
Hỡ n(v/ph)
ở trên đỉnh cam 1). Đại lượng dự trữ hành nh 10.14. AÛnh hửụỷng cuỷa
trình pít tông thay đổi được nhờ bulông 4.
sửù xieỏt caờng naộp vaởn bụm
Khi nới bulông 4 thì pít tông 5 được nâng lên
cao aựp - voứi phun ủoọng cụ?
- và khe hở E bị giảm. Khi vặn bulông 4 vào
thì khe hở E tăng lên.
Khi thay đổi đại lượng dự trữ hành
trình pít tông, vị trí mép trên của pít tông 5
đối với cửa thu 6 của xy lanh 8 bị thay đổi.
Do đó khi thay đổi E thì có thể thay đổi thời
điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu của bơm
theo góc quay trục khuỷu.
Các dung sai chế tạo và lắp ghép các chi tiết của bơm cao áp và dẫn động nó
khi 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 GQTK là không cho phép. Vì vậy, sau
khi 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.
- Hì
7
E1 E2 E3
h3 h2 h1
6 8
5
4
3
2
h
1
nh 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 VptBCA,
(m/s)
Khi thay đổi đại lượng khe hở E, đại lượng mở cửa nạp của xy lanh hnạp (pít
2.0
tông ở vị trí mép dưới) và thời điểm bắt đầu cung cấp nhiên liệu của các phân bơm
thay đổi (hình 10.16).
h hnạp
nạp
(mm) Với E3 2
12 1
10 VptBCA
1.0
2
8
Với E2
6 1
4 1 2 Với E1
0.4
2 0 10 20 30 40 50 60 70
0
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 ϕ s bị giảm và qui
0
luật cung cấp nhiên liệu theo góc quay trục khuỷu bị thay đổi.
f
- Khi giảm khe hở 26 n E3, sự cung cấp nhiên liệu xảy ra ở tốc độ pít tông nhỏ.
đế
25
Thời gian cung cấp nhiên liệu và góc phn sớm ϕ s tăng lên, qui luật cung cấp
24
nhiên liệu bị thay đổi. Mức độ thay đổi của các thông số trên khi thay đổi khe hở E
f
(kG/c
23
phụ thuộc vào biên dạng cam. m2 )
810
Thay đổi đại lượng mở cửa nạp hnạp và tốc độ pít tông vptBCA có ảnh hưởng lớn
(kg/C 790
T) cấp cho chu trình
đến lượng nhiên liệu cung 770áp suất phun cực đại Pfmax và
,
2,30
760
thơi gian phun . 2,28
2,26
ảnh hưởng của đại lượng mở cửa nạp hnạp đến các thông số kể trên giới thiệu
trên hình 10.17. 2,24
2
1 2 3 4 5 6 h (mm) (
nap
Hỡnh 10.17. ảnh hưởng của đại lượng mở cửa nạp (hn) đến lượng
nhiên
n liệu cấp cho chu trình ( );áp suất phun ¸ (Pf) và thời gian phun
- 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 ϕ s được tăng lên, giảm gây giảm công suất động cơ, (Ne = B.nđc.
. η e. Pf ) giảm dẫn đến giảm góc côn (của chùm tia phun) phun bụi, tầm 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
g
cháy, nghĩa là thực hiệne thời gian phun tối ưu.
(g/cv
h)
157
156
155
15421 22 23 24 25 (0GQTK)
2
f
153
Hỡnh 10.18. AÛnh hửụỷng cuỷa thời gian phun đến suất
tiêu hao nhiên liệu của động cơ?H36/45
- 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
P Với E
bơm nhiên liệu mới. Đại lượng E là tối3ưu khi động cơ ở vòng quay định mức cho
Với E2
được công suất đã cho, có tiêu hao nhiên liệu cực tiểu và các giá trị PZ và T? cho
Với E1
phép.
p
2’’’2’
2
1’’
1’
1’’’
(0 TK)
ĐCT (0 TK)
- 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 khi vị trí của bộ phận điều chỉnh (hành trình thanh răng) không đổi 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 η 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, tính ổn định làm việc ở số vòng quay nh ỏ, 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
200
2 400 600 800 1000 n (v/ph)
nguon tai.lieu . vn
