柴油机示功图测试共43页
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柴油机示功图介绍与分析
（2）燃烧太晚 特征：ａ示功图高度下降， 降低；ｂ ：ａ示功图高度下降 ；ｂ发火 1特征：ａ示功图高度下降，pz降低；ｂ发火 点后移；ｃ ；ｃ膨胀线较高 点后移；ｃ膨胀线较高 原因：ａ喷油定时滞后；ｂ ：ａ喷油定时滞后；ｂ喷油器启阀压力 2原因：ａ喷油定时滞后；ｂ喷油器启阀压力 过高（示功图膨胀线可能锯齿形）；ｃ ）；ｃ改用 过高（示功图膨胀线可能锯齿形）；ｃ改用 劣质燃油未增大喷油定时；ｄ ；ｄ喷油器漏油 劣质燃油未增大喷油定时；ｄ喷油器漏油 膨胀线呈向上锯齿形，压缩压力正常）； （膨胀线呈向上锯齿形，压缩压力正常）； 喷油泵漏油（后燃， 但排温低） ｅ喷油泵漏油（后燃， pz低，但排温低）
2畸形示功图的特征 1）示功器传动机构不正常引起 （1）定时超前 压缩线偏低，膨胀线偏高， 压缩线偏低，膨胀线偏高，示功图变胖 （2）定时滞后 压缩线偏高，膨胀线偏低， 压缩线偏高，膨胀线偏低，示功图变瘦
注：用单缸停油测取纯压缩图可判断（主机全 用单缸停油测取纯压缩图可判断（ 速全负荷时不应测）。 ）。如纯压缩线与膨胀线 速全负荷时不应测）。如纯压缩线与膨胀线 基本重合表明传动机构与柴油机同步； 基本重合表明传动机构与柴油机同步；如膨 胀线在上，压缩线在下表明定时超前， 胀线在上，压缩线在下表明定时超前，反之 定时滞后
2）示功器故障引起 （1）示功器转筒绳索太长或太短 太长，示功图头部切去一部分， 1太长，示功图头部切去一部分，示功图变短 太短，示功图尾部切去Байду номын сангаас部分， 2太短，示功图尾部切去一部分，示功图变短
（2）示功器转筒弹簧太软、转筒的惯性作用 示功器转筒弹簧太软、 和示功器机构中间隙大 示功图太长
（3）示功器小活塞卡紧 示功图曲线波动，压缩线降低， 示功图曲线波动，压缩线降低，膨胀线升 高，最高爆发压力降低
柴油机示功图的测试
气缸压力示功图的面积代表柴油
机气缸内一个工作循环所作的指 示功，利用气缸压力示功图可研 究柴油机缸内的燃烧过程、燃烧 放热率、气体与缸壁传热过程、 进排气过程以及提取故障信息用 于诊断。
示功图也是计算柴油机指示功率、 负荷调整和分析、确定最高爆发 压力和压缩压力和计算缸内温度 等的重要依据，示功图既是柴油 机性能参数计算和放热规律分析 的依据，又是柴油机燃烧过程数 学模拟精确程度的评价标准。
〔7〕王艳武,安士杰,张波,等.消除柴油机示功图通道效应的方法研究〔J〕. 车用发动机,2003,143(1):30-32.
〔8〕周林森,韩林山,师素娟,等.柴油机燃烧放热规律数值计算方法研究〔J〕. 小型内燃机,1998,27(5):8-11.
〔9〕吴 波,刘建伟.内燃机示功图测量与分析技术的发展〔J〕.山东内燃 机,2000,63(1):8-13.
〔10〕董 刚,陈义良,李德桃.利用实测放热规律研究十六烷值改进剂对柴油 机着火特性和燃烧过程的影响〔J〕. 内燃机工程,2000,(2):60-64.
恳请老师和同学批评指正
Measuring element 40 / 400°C Diaphragm
100 / 500°C
Chemical erosion Soot
Heat flux permanent
& cyclic
Vibrations / Shock 200g (2000g)
Deformationstress +200 N/mm2 -200 N/mm2
3-2 测压通道效应的消除
测压通道的通道效应也是影响示功图测 量精度的重要因素之一。 为了避免通道效应，理论上建议将传感 器与燃烧室平齐安装，但是由于气缸盖 结构上的原因，给传感器的布置带来了 困难，热冲击对传感器的影响也相当严 重。直接暴露在高温燃气中的传感器在 内燃机每一个工作循环中，交替接触热 火焰和冷气体，引起传感器膜片产生周 期性热感应应变，同时影响传感器的使 用寿命，因此，往往通过测压通道测取 缸内压力。
示功图的测录
示功图测取
一、测取示功图的目的 二、机械示功器的结构和测图原理 三、电子示功器 四、示功图的种类和测取
一、测取示功图的目的
示功图和示功Байду номын сангаас面积的含义
测取示功图的目的
示功图和示功图面积的含义
示功图：是气缸工质压力随气缸容积或 曲轴转角变化的图形。 用专门的测量仪器—示功器测量（示功 器：测取气缸示功图的仪器） 由工程力学知，示功图的面积大小代表 了柴油机气缸内一个工作循环的指示功 的大小。
使用压电传感器和发光信号采集器（LE采集器）同步 对柴油机压力和转角的测量 PMI控制器和连接箱都有通讯界面，以采集和自动传 输数据到集控室的计算机，计算机内须安装随PMI系 统供应的适用软件。 在计算机上显示三种不同的图：
p-j图 p-V 图
平衡图：pc、pz、 pi，Δp
对四冲程机：pc、pz、 pk，n 对二冲程机：pc、pz、 pk，n， pi， Pi
A为压力感受部分：
感受部分：接受和反映 气缸内气体压力变化情
况
压力感受机构包括小活 塞5、活塞杆4及示功弹
簧1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9、
转筒8，用来 反映柴油机活
塞位移
记录机构：
包括杠杆3和 画笔机构2， 具有平行放 大作用，画 笔的自由端 装有笔尖
测取示功图的目的
是研究柴油机气缸内工作过程完善程度的重要 依据（据此调整柴油机，来提高其经济性、动 力性、可靠性）：
研究缸内燃烧过程和放热规律； 计算缸内温度； 评估扫气过程； 确定最大爆发压力和压缩压力； 计算柴油机指示功率；
一、测取示功图的目的 二、机械示功器的结构和测图原理 三、电子示功器 四、示功图的种类和测取
一、测取示功图的目的
示功图和示功Байду номын сангаас面积的含义
测取示功图的目的
示功图和示功图面积的含义
示功图：是气缸工质压力随气缸容积或 曲轴转角变化的图形。 用专门的测量仪器—示功器测量（示功 器：测取气缸示功图的仪器） 由工程力学知，示功图的面积大小代表 了柴油机气缸内一个工作循环的指示功 的大小。
使用压电传感器和发光信号采集器（LE采集器）同步 对柴油机压力和转角的测量 PMI控制器和连接箱都有通讯界面，以采集和自动传 输数据到集控室的计算机，计算机内须安装随PMI系 统供应的适用软件。 在计算机上显示三种不同的图：
p-j图 p-V 图
平衡图：pc、pz、 pi，Δp
对四冲程机：pc、pz、 pk，n 对二冲程机：pc、pz、 pk，n， pi， Pi
A为压力感受部分：
感受部分：接受和反映 气缸内气体压力变化情
况
压力感受机构包括小活 塞5、活塞杆4及示功弹
簧1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9、
转筒8，用来 反映柴油机活
塞位移
记录机构：
包括杠杆3和 画笔机构2， 具有平行放 大作用，画 笔的自由端 装有笔尖
测取示功图的目的
是研究柴油机气缸内工作过程完善程度的重要 依据（据此调整柴油机，来提高其经济性、动 力性、可靠性）：
研究缸内燃烧过程和放热规律； 计算缸内温度； 评估扫气过程； 确定最大爆发压力和压缩压力； 计算柴油机指示功率；
示功图诊断-43页PPT文档资料
35
标 准 地 面 示 功 图
不出油
固定阀卡住常开时功图
此图为固定阀卡住常开时的示功图。 此时上，下运动只是抽油杆带着柱塞运动， 没有进油过程，也没有排抽过程。
对于这样的井，深井不允许碰泵，需要作业换泵， 浅井可以轻微碰泵几次，振动一下，无效时仍须 作业换泵。
标 准 地 面 示 功 图
不出油
游动阀卡住常开或柱塞未进工作筒或泄油器打开
标 准 地 面 示 功 图
不出油
必须检泵 游动阀和固定阀都严重漏失时功图
此图属于泵的游动阀和固定闽都发生严 重漏失时的示功图。 特征为上行曲线呈凸状，下行曲线呈凹 状，油井不出油，需要检泵。
标准出油正常 Nhomakorabea地
面
柱塞受砂影响易卡泵功图
示 功 此图是柱塞受油井出砂影响，容易
卡泵时的示功图。
图 特征为上、下曲线没有明显的“阻 尼”状，而是呈“小牙齿”状的不
2 弹性抽油杆静载时示功图
该示功图为光杆只受杆柱 和液柱重力，泵不受外界 摩擦力影响，并且假定系 统的充满程度为百分之百 时的理论承功图。
2 弹性抽油杆静载时示功图
上图一类的图形是地面示功图，时一般浅 井（油层供油充分、无其它影响，沉没压力较 高时）中，常见的理想示功图。
一、理论示功图特征分析
功 图
此图是上下曲线有对称性凸出，属 于一段衬套过紧，但是泵的阀工作 正常，不需作业换泵，生产一段时
间后就会正常。
标
准
生产正常
地
面
沉没度小，供液不足功图
示
功 此图为油井显得供液不足时的地面 示功图。
图 特征为上，下平行、左右平行，泵没有 问题。
标
准
减产
地
标 准 地 面 示 功 图
不出油
固定阀卡住常开时功图
此图为固定阀卡住常开时的示功图。 此时上，下运动只是抽油杆带着柱塞运动， 没有进油过程，也没有排抽过程。
对于这样的井，深井不允许碰泵，需要作业换泵， 浅井可以轻微碰泵几次，振动一下，无效时仍须 作业换泵。
标 准 地 面 示 功 图
不出油
游动阀卡住常开或柱塞未进工作筒或泄油器打开
标 准 地 面 示 功 图
不出油
必须检泵 游动阀和固定阀都严重漏失时功图
此图属于泵的游动阀和固定闽都发生严 重漏失时的示功图。 特征为上行曲线呈凸状，下行曲线呈凹 状，油井不出油，需要检泵。
标准出油正常 Nhomakorabea地
面
柱塞受砂影响易卡泵功图
示 功 此图是柱塞受油井出砂影响，容易
卡泵时的示功图。
图 特征为上、下曲线没有明显的“阻 尼”状，而是呈“小牙齿”状的不
2 弹性抽油杆静载时示功图
该示功图为光杆只受杆柱 和液柱重力，泵不受外界 摩擦力影响，并且假定系 统的充满程度为百分之百 时的理论承功图。
2 弹性抽油杆静载时示功图
上图一类的图形是地面示功图，时一般浅 井（油层供油充分、无其它影响，沉没压力较 高时）中，常见的理想示功图。
一、理论示功图特征分析
功 图
此图是上下曲线有对称性凸出，属 于一段衬套过紧，但是泵的阀工作 正常，不需作业换泵，生产一段时
间后就会正常。
标
准
生产正常
地
面
沉没度小，供液不足功图
示
功 此图为油井显得供液不足时的地面 示功图。
图 特征为上，下平行、左右平行，泵没有 问题。
标
准
减产
地
船用柴油机示功图分析!
2）示功图太长
3）示功器小活塞卡紧
4.气缸内工作过程不正常引起的畸形示功图 1）燃烧太早
2）燃烧太晚
3）喷油器喷孔部分堵塞
4）气缸内空气量不足
5）扫气过程不正常
3.电子示功装置的标定 静态标定 压力值标定 动态标定 随机标定 上止点标记 曲轴转角（时间坐标）标定 曲轴转角标记
若上止点有1℃A误差，则示功图计算有±5.5 ％的误差，因而要求上止点标记误差满足0.2℃A～ 0.5℃A的要求。
4．电子示功装置的优缺点及适用范围
突出优点是固有频率高，即具有良好的高频特性
示功图的分析和计算
一、示功图的分析 1．正常示功图的特征 （1）工作过程曲线比较圆滑，曲线过渡处无锐角 或突变形状。 （2）工作过程各主要特性点的数值如最高爆发压 力pz 、压缩压力pc 等应符合说明书或试航报告的规 定。 （3）工作过程曲线无异常波动现象。 （4）示功图尾部形状应符合不同扫气形式的正常 轨迹。
(mm / MPa)
3．示功器传动机构 传动机构应满足以下两个基本要求： （1）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。 （2）转筒的转动必须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。
曲柄式传动机构 凸轮式传动机构 杠杆式传动机构
A
A
r /l = R/L
适用于低、中、高速柴油机
灵敏度高，线性好，但它易受外界干扰影响， 需设补偿装置
三、示功图的种类和用途
1. p-V 示功图 尾部不同
计算柴油机的功率，调整各缸负荷的均匀性，量 取最高爆发压力和判断各缸燃烧情况以及计算缸内瞬 时温度等。
2．p-V转角示功图
分析燃烧过程的进行情况，不能作为计算功率的依据
柴油发动机结构及示功图(最新研发版)
2、p-V转角示功图
传动机构的小曲柄超前所 测气缸曲柄82˚。
利用小活塞的最大运动速 度带动转筒快速转动， 以记录气缸内上止点附 近的压力变化，即将上 止点附近缸内压力，曲 线横坐标放宽。
功用：定性分析研究缸内 燃烧过程。但图形已失 去示功图原形。不能作 为计算功率的依据。
3、手拉展开示功图
在 不 能 测 取 p-V 转 角 示
发展在很大程度上取决于相关终端产品市场情况。在农用柴油机领域，发展中国家
体 的市场增长将弥补发达国家的市场滑落，全球人口的快速增长，以及老旧设备的更
作 新换代都对农业机械有较大需求，全球农用柴油机市场将呈现高速增长。在航空发
动机领域，发动机产业是航空工业的核心细分子行业，未来发展前景非常广阔。综
功 合以上对各领域的分析，我们认为，全球柴油发动机将保持8%的速度稳步向前发展。
存在的缺点得到了较好的解决，而柴油机在节能与CO2排放方面的优势，则是包括汽油机在内的所有热力
发动机无法取代
一、柴油机外壳
狄塞尔生于1858年，德国人，毕业于慕尼黑工业大学。1879年，狄塞尔大学毕业，当 上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低，萌发了设计新型 发动机的念头。在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家
六、起动系统
飞轮齿圈
24V电瓶
驱动齿轮
起动 开关
起动机
起动机结构
内容
一、系统构造 二、工作原理及其示功图 三、柴油机与汽油机的简单比较
柴油机的基本术语
上、下止点 缸径 行程 工作容积
排量 燃烧室容积 压缩比
柴油机工作原理
燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再 转变为机械能。
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