第五節示功圖的測量及分析使用前應對示功器進行檢查和保養當示功器與傳動機構之間的距離大于1.5m時，應選用鋼絲軟繩；使柴油機負荷穩定；選擇適宜的海況和氣象條件；示功器安裝前先打開示功閥吹凈通路中的積炭及雜質；示功器安裝后，先在記錄紙上畫出大氣壓力線；測取滿意后，應注明日期、缸號、轉速、排溫、油門格數、彈簧比例；記錄氣候、風力、風向、潮流、吃水、船速等每缸測取兩個，測取5~6個示功圖后拆下示功器進行冷卻測量完畢，對示功器進行徹底清潔和保養。在船測錄一、示功圖的測取方法及注意事項二、示功圖的種類和用途

p-V示功圖

p-j展開示功圖

p-V轉角示功圖手拉展開示功圖

純壓縮示功圖

梳形示功圖

弱彈簧示功圖小結根據測量的不同目的和任務，用示功器可測取完整的：p-V示功圖p-V轉角示功圖不發火的純壓縮示功圖梳形示功圖弱彈簧示功圖p-j展開示功圖——可用電子示功器測取可用機械示功器測取p-V示功圖p-V圖用來計算柴油機平均指示壓力、指示功率；調整各缸負荷的均勻性；量取最高燃燒壓力；判斷各缸燃燒情況等。p-j展開示功圖p-j圖—由氣電示功器和電子示功器測得用于：計算柴油機的指示功率評估燃燒和與掃氣過程經過適當計算、整理可算得滯燃期長短壓力升高率燃燒放熱規律測定發火角測取pz和pCp-V轉角示功圖p-V轉角示功圖調整曲柄式傳動機構中的小曲柄使其超前所測氣缸的曲柄82°左右，在此情況下可測得p-V轉角示功圖。此時，傳動機構小活塞的運動速度較大，則可用較快的小活塞運動速度反映較快的壓力變化，從而將上死點附近的燃燒曲線在橫坐標方向放寬，以利于分析研究柴油機燃燒過程的情況。示功圖已經失去原形，不能用于計算柴油機功率，只能用來分析燃燒過程的進行情況在杠桿式和凸輪式傳動機構上較難畫出轉角示功圖。手拉展開示功圖用于不能測取轉角示功圖的柴油機上，為研究燃燒過程和判斷發火時刻的早晚配合p-V示功圖研究燃燒過程手拉展開示功圖純壓縮示功圖純壓縮示功圖這種示功圖是在停油狀態下測取，用以分析氣缸壓縮情況，及判斷傳動機構和傳動狀態的正確與否。為正常的純壓縮示功圖。圖中壓縮過程的曲線上升之后，又從最高壓縮壓力點C回降下來，膨脹曲線會比壓縮曲線稍低一些。梳形示功圖為了檢查壓縮終點壓力pc和最高燃燒壓力pz，用手慢慢拉動示功器轉筒，可測繪出多條壓縮壓力線(在該缸單獨停油時)或最高燃燒壓力線。這種圖形好象梳子，所以稱為梳形示功圖。梳形示功圖弱彈簧示功圖在用機械示功器測取p-V示功圖時，由于所用彈簧較硬，致使進、排氣過程的微小壓力變化反映不出來，所以四沖程柴油機示功圖的進、排氣被重合為一條線，二沖程柴油機示功圖的尾部掃氣過程也被重合為一條線。為了研究和檢查掃氣過程，·常給示功器換上軟彈簧和1／1標準小活塞。這樣，可把p-V示功圖的尾部放大測繪出來。這種圖形稱為弱彈簧示功圖。弱彈簧示功圖四沖程非增壓柴油機機械示功器和電子示功器的用途確定柴油機指示功率；判斷各缸負荷（功率）的均勻性；確定柴油機的最高爆壓和壓縮壓力；評估柴油機缸內工作過程的完善程度：如研究燃燒過程、換氣過程及計算缸內溫度等三、正常示功圖的特征（1）工作過程曲線比較圓滑，曲線過渡處無銳角或突變形狀；（2）工作過程各主要特性點的數值應符合說明書的規定，如最高燃燒壓力pz、壓縮壓力pc等；（3）工作曲線無異常的波動（4）示功圖的尾部形狀應符合不同掃氣型式的正常軌跡。左圖二沖程機正常示功圖在缺乏正常示功圖的情況下，可根據上述各點并參照柴油機說明書規定的各主要熱力參數值進行比較，若發現示功圖上某些熱力參數不正常，必須查明原因，根據說明書上的要求進行調整。一般經調整后，各缸的有關熱力參數的不均勻度應滿足我國的有關規定的要求。工作參數不均勻度（%）壓縮壓力pc≤±3最高爆發壓力pz≤±5平均指示壓力pi≤±5排氣溫度Tr≤±5不均勻度=〔最大（最小）值－各缸平均值〕／各缸平均值×100%各缸排氣溫度差＜10~20℃，燃燒壓力差＜0.15~0.2MPa。四、示功圖的分析1.畸形示功圖1）示功器傳動機構不正常引起的畸形示功圖傳動機構定時超前傳動機構定時滯后

★判斷2）示功器故障引起的畸形示功圖示功器轉筒繩索太長或太短示功圖太長示功器小活塞卡緊示功閥漏氣3）氣缸工作過程不正常所產生的畸形示功圖燃燒過早燃燒過晚噴油器噴孔部分堵塞氣缸內空氣量不足掃氣過程不正常☆使用最高壓力表來測取pc和pz畸形示功圖產生的原因與傳動機構等有關和與示功器的安裝、使用有關與柴油機工作過程有關所以對畸形示功圖必須進行具體分析，借以找出造成畸形的原因。示功器傳動機構定時超前的畸形示功圖壓縮線低于正常線膨脹線高于正常線整個示功圖變胖（超前角度越大，圖就越胖）示功器傳動機構定時滯后的畸形示功圖壓縮線高于正常線膨脹線低于正常線整個示功圖變瘦（滯前角度越大，圖越瘦）采用純壓縮圖判斷定時的變化對示功圖的形狀影響很大：每相差1°CA，pi相差約5.5%。正常傳動機構定時超前傳動機構定時滯后示功器轉筒繩索太長或太短以上是：膨脹行程時，使轉筒彈簧拉緊，壓縮行程時使轉筒彈簧放松時的情況在使用中，由此故障產生為畸形圖有時較難判斷（尤其在示功圖局部缺少一段）此時可用檢查各缸示功圖的長度加以判斷。應保證各缸示功圖的長度一致。示功圖頭部切去一部分，示功圖變短。示功圖尾部切去一部分，示功圖變短。示功圖太長由于示功器轉筒彈簧太軟、轉筒的慣性作用和示功器機構中間隙大等原因。示功器小活塞卡緊示功圖曲線波動壓縮線降低膨脹線升高，呈階梯形波動

—示功圖面積增大最高爆發壓力降低壓縮線長度的相當大的一部分與大氣壓力線平行用手拉示功圖也有類似的波動現象示功閥漏氣的畸形示功圖大氣壓力線升高，且不為線示功圖畸形特點在噴油過晚的情況下，供油提前角太小，而燃油的滯燃期變化不大，在上止點附近燃燒的燃油量不多，致使燃燒滯后，燃燒不完全，產生后燃，排氣溫度

t

r升高，燃燒壓力p

z降低。這時所測的示功圖矮胖，它具有以下畸形特點產生燃燒過晚的原因：換油（改用劣質燃油而未調節定時—應增大噴油定時）噴油泵噴油定時太晚。漏油（如針閥、噴油泵柱塞偶件等）；噴油器啟閥壓力太高（示功圖頭部有波動）或縫隙式濾器部分堵塞；噴油器閥座漏泄（霧化不良，混合不佳，造成后燃—注意與示功器小活塞卡緊時的示功圖的區別）爆發壓力pz明顯降低（2）p-V示功圖和轉角示功圖的頭部明顯圓滑；表示燃燒過程后移；（3）膨脹線較高，表示發生后燃；（4）發火點A延后，而且A點位于上止點后純壓縮線壓力開始下降時。示功圖畸形特點在噴油過早的情況下，滯燃期延長。一旦發火，氣缸內的壓力突然急劇上升，增加柴油機的機械負荷（嚴重的是，引起爆燃而敲缸）；燃燒壓力pz值超過正常值，即示功圖高度增加。由于噴油量不變，后續燃燒期內的噴油量相對減少，使示功圖變得尖瘦，排氣溫度較低。三個主要畸形特點燃燒過早的原因：換油：當由劣質燃油改燒輕質燃油時，如未調整（減小）噴油定時噴油泵噴油定時提前噴油器的調節螺釘松動或噴油器彈簧折斷而造成噴油器啟閥壓力太低表示燃燒提前。(2)燃燒壓力pz高于正常值，示功圖頭部尖瘦;膨脹曲線要比正常低

在沒有示功器Indicator傳動裝置而僅有示功閥的中小型柴油機上，一般使用最高壓力計測量氣缸最高燃燒壓力pz和pc測試前，應檢查校對最高壓力計指針是否對準零位，并先開啟示功閥吹凈閥孔內的臟物，然后裝上最高壓力計，用小扳手輕輕上緊。測試時要緩慢開啟示功閥，直至開足為止，記下表上的最大讀數。如果對所測數據有疑問，可再作一次測試。測試完畢，立即關閉示功閥，然后拆下最高壓力計。用最高壓力計只能測取pc和pz。不能直接反映氣缸內的工作循環情況，可綜合其它運轉參數來分析柴油機是否處于正常運轉狀態。噴油器漏油時的示功圖膨脹線上部有鋸齒形，鋸齒向上膨脹線高于正常最高爆發壓力降低造成后燃，排溫升高示功圖面積減小噴油泵injectionpump漏油時的示功圖膨脹線比正常低示功圖面積減小，功率降低最高爆發壓力降低⑴泵油壓力下降，噴油延后，造成后燃，排溫升高；⑵因漏油使噴入缸內油量減少，功率降低，使排溫降低；★綜合之，排氣溫度降低。噴油器fuelinjector

噴孔部分堵塞時的示功圖最高爆發壓力降低噴油定時不變，發火點也基本不變頭部膨脹線波動膨脹線升高燃燒太晚與噴油孔部分堵塞示功圖區別頭部發火點燃燒太晚圓滑無波動后移噴油孔部分堵塞有波動基本不變氣缸漏氣時的示功圖最高爆發壓力和壓縮壓力均降低示功圖面積減小壓縮線與膨脹線均降低排氣溫度升高缸內空氣不足的原因氣缸漏氣：活塞環磨損，排氣閥漏氣等掃氣空氣不足：氣口堵塞，增壓器進口濾網堵塞、中冷器堵塞、增壓器污染等；排氣系統堵塞；環境狀態變化：大氣壓力、溫度變化等可以測純壓縮圖，計算壓縮壓力與掃氣壓力之比值并與試航報告標準比值比較來進行判斷。掃氣過程不正常排氣始點滯后掃氣口開啟時缸內壓力明顯高于掃氣壓力壓縮始點壓力較高正常的弱彈簧示功圖五、、示功圖的計算示功圖計算概述求hi面積計算法

作圖計算法求pi

pi=hi／M

（MPa）式中：M—示功彈簧比例，mm／MPa

求出Pi值：Pi=C·pi·n·i

（kW）進行以上計算時要注意單位示功圖計算柴油機指示功率的計算公式為Pi=