司法考試經(jīng)驗(yàn)交流：“三要訣”幫你得高分

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1、277第十章示功圖測(cè)錄與分析第十章示功圖測(cè)錄與分析示功圖是氣缸內(nèi)工質(zhì)壓力隨氣缸容積或曲軸轉(zhuǎn)角變化的圖形。它通過(guò)專(zhuān)門(mén)的測(cè)量?jī)x器——示功器進(jìn)行測(cè)量。由工程熱力學(xué)可知,示功圖的面積大小代表了柴油機(jī)氣缸內(nèi)一個(gè)工作循環(huán)的指示功的大小。它是研究柴油機(jī)氣缸內(nèi)工作過(guò)程完善程度的重要依據(jù),也是用來(lái)計(jì)算柴油機(jī)指示功率的依據(jù),同時(shí)還可作為柴油機(jī)動(dòng)力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算的資料。通過(guò)示功圖可研究缸內(nèi)的燃燒過(guò)程、燃燒放熱規(guī)律,計(jì)算缸內(nèi)溫度,評(píng)估掃氣過(guò)程,計(jì)算柴油機(jī)指示功率,確定柴油機(jī)最大爆發(fā)壓力和壓縮壓力等等。由于它能以圖象形式顯示缸內(nèi)的工作過(guò)程,而且測(cè)試儀器簡(jiǎn)單實(shí)用,因此在

2、柴油機(jī)的測(cè)試中,示功圖的測(cè)取占有非常重要的地位。通常,應(yīng)定期測(cè)錄運(yùn)轉(zhuǎn)柴油機(jī)的示功圖,且對(duì)測(cè)取的示功圖進(jìn)行計(jì)算和分析。根據(jù)其計(jì)算和分析結(jié)果來(lái)判斷柴油機(jī)的工作性能,并可對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,保證柴油機(jī)能在最佳狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn),提高其經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和可靠性。第一節(jié)示功圖的測(cè)錄測(cè)取氣缸示功圖的儀器統(tǒng)稱(chēng)為示功器。根據(jù)其工作原理不同,示功器可分為機(jī)械示功器、氣電示功器以及電子示功器三類(lèi)。船上常用的是機(jī)械示功器,隨著電子技術(shù)的應(yīng)用,在現(xiàn)代船舶上,電子式示功器的使用也不斷增多。一、機(jī)械式示功器機(jī)械式示功器是一種使用較早的示功器,目前在低速和部分中速柴油機(jī)上仍在使用,

3、它是利用機(jī)械位移方法測(cè)量缸內(nèi)壓力和活塞位移。機(jī)械示功器按使用的示功彈簧形式不同,可以分為螺旋彈簧式和柱簧式兩種。兩者在結(jié)構(gòu)原理上相同,所不同的是前者使用螺旋形彈簧,后者使用等強(qiáng)度柱形彈簧。以下主要介紹螺旋彈簧式示功器。1.結(jié)構(gòu)和工作原理機(jī)械示功器的具體結(jié)構(gòu)如圖10-1所示,它由壓力感受機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)和記錄機(jī)構(gòu)三部分組成。壓力感受機(jī)構(gòu)包括小活塞5、活塞桿4及示功彈簧1等用來(lái)感受缸內(nèi)壓力變化并以示功小活塞位移輸出;轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)包括繩索9、轉(zhuǎn)筒8用來(lái)反映柴油機(jī)活塞位移;記錄機(jī)構(gòu)包括杠桿3和畫(huà)筆機(jī)構(gòu)2具有平行放大作用,畫(huà)筆的自由端裝有銅筆尖。當(dāng)測(cè)量示功圖

4、時(shí),轉(zhuǎn)筒8上夾有示功紙并通過(guò)繩索9由柴油機(jī)曲軸或凸輪軸通過(guò)專(zhuān)設(shè)的示功器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng),繞其自身軸左右偏轉(zhuǎn),其偏轉(zhuǎn)角位移量正比于柴油機(jī)活塞位移,即轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的弧長(zhǎng)代表按比例縮小的活塞行程的長(zhǎng)度,反映柴油機(jī)活塞的行程。示功器小活塞5在缸內(nèi)氣體壓力推動(dòng)下在小氣缸中上下移動(dòng),并被彈簧力所平衡。小活塞的運(yùn)動(dòng)通過(guò)活塞桿帶動(dòng)記錄機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)桿和畫(huà)筆運(yùn)動(dòng),由記錄機(jī)構(gòu)反映其位移量,即按一定比例反映柴油機(jī)氣缸內(nèi)變化著的氣體壓力。由于示功器中小活塞的上下移動(dòng)與柴油機(jī)氣缸中的氣體壓力的變化成比例,而轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)也與柴油機(jī)活塞行程成比例變化,277第十章示功圖測(cè)錄與分析所以記

5、錄筆尖在轉(zhuǎn)筒記錄紙上可以繪出氣缸內(nèi)氣體壓力隨活塞位移變化的圖形,即壓力—容積示功圖(p-V示功圖)。圖10-1機(jī)械式示功器結(jié)構(gòu)圖1-示功彈簧;2-畫(huà)筆桿;3-傳動(dòng)杠桿;4-活塞桿;5-小活塞;6-小氣缸;7轉(zhuǎn)筒彈簧;8-轉(zhuǎn)筒;9-繩索2.機(jī)械示功器小活塞和彈簧的選擇為了使機(jī)械示功器能在較廣泛的壓力范圍內(nèi)使用,一般備有三套活塞和一套不同剛度的彈簧?？筛鶕?jù)柴油機(jī)的最高爆發(fā)壓力pz值進(jìn)行選擇,以便獲得合適的示功圖。這三套活塞和缸套分別用標(biāo)號(hào)1/1(標(biāo)準(zhǔn)活塞直徑為20.27mm)、1/2(其面積為1/1活塞的1/2,標(biāo)準(zhǔn)活塞直徑為14.35mm)和

6、1/5(其面積為1/1活塞的1/5,標(biāo)準(zhǔn)活塞直徑為9.06mm)表示。為了便于識(shí)別,分別在示功氣缸凸緣上用鋼印注明1/1、1/2、1/5字樣。在測(cè)p-V示功圖時(shí)均采用1/5小活塞,當(dāng)測(cè)取反映進(jìn)排氣過(guò)程的弱彈簧示功圖時(shí)則采用1/1小活塞。示功彈簧用彈簧比例M標(biāo)記。示功彈簧的彈簧比例單位為mm/MPa,它表示缸內(nèi)壓力每變化1MPa時(shí)彈簧的變形量(mm)。彈簧比例的選擇應(yīng)根據(jù)所選定的小活塞標(biāo)號(hào)和柴油機(jī)氣缸內(nèi)的最高爆發(fā)壓力pz大小來(lái)選擇。選擇彈簧時(shí)應(yīng)注意使示功器具有合適的高度,就是使測(cè)取的示功圖的最大高度接近于示功圖紙的高度,以保證示功圖的精確度。通

7、常,柴油機(jī)測(cè)取p-V示功圖時(shí),使用1/5小活塞,可選用的彈簧比例有12、10、8、7、6、5、4、3(mm/MPa),相應(yīng)的最高壓力分別為4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、10.0、12.5、15.0(MPa)。3.機(jī)械示功器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為了把柴油機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律按比例地傳給示功器轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu),必需設(shè)立專(zhuān)門(mén)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。由于示功器轉(zhuǎn)筒的周長(zhǎng)只有柴油機(jī)活塞行程的1/5～1/20,因此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅要正確反映柴油機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律,而且還要將活塞的行程按比例縮小。所以,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足以下兩個(gè)基本要求:柴油機(jī)活塞行程縮小后的長(zhǎng)度應(yīng)與轉(zhuǎn)筒的周長(zhǎng)相適應(yīng),且略小

8、于轉(zhuǎn)筒周長(zhǎng);轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)必須嚴(yán)格地與柴油機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng),以便正確反映柴油機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律。目前在船上安裝使用的大型低速柴油機(jī)的示功器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有曲柄式、杠桿式和凸輪式