转速测量及示功图测录分析
任务六转速测量
1、本项目评估大纲要求
（1）评估要素：
①指出离心式转速表技术参数并进行平均转速测量；
②指出磁性转速表技术参数并进行平均转速测量；
③指出磁电式测速传感器的工作特点并进行平均转速测量；
④指出光电式测速传感器的工作特点并进行平均转速测量；
⑤读数准确，能正确对测量过程中出现的误差进行分析；
⑥正确对仪表进行保养。
（2）评估标准：
①操作准确、熟练，操作过程无异常（15分）；
②操作准确、比较熟练，但发生个别异常（12分）；
③操作准确、熟练程度一般，能完成操作（9分）；
④操作不熟练，只能完成部分操作（6分）；
⑤操作差，无法完成（0～3分）。2、本项目的学习要点与难点
（1）学习要点：各种接触式转速表的识别、特点以及使用，包括：离心式转速表、磁性转速表等；各种非接触式转速表的识别、特点以及使用，包括：磁电式测速传感器和光电式测速传感器等。
（2）学习难点：转速测量。
转速是柴油机运转过程中的重要参数之一，无论是研究柴油机的整体性能，或是研究其零部件的结构强度、磨损等，在整个使用管理过程中，转速是必须随时监测的参数。通过测定柴油机输出轴的平均转速，可以计算柴油机的有效功率，绘制柴油机的有关特性曲线。转速测量的精度视使用的场合确定，在柴油机的台架实验中，国家标准要求精度应不低于1%，对于检测用的转速表，精度可以适当降低一些，对于实际运行中需要精确进行自动控制，如电子喷射系统、蓄压式润滑系统等则转速测量精度高，在每一台发动机的仪表盘上都安装有转速表用以检测柴油机的转速，供管理人员随时检测柴油机的转速，保证柴油机的正常运转。在有些情况下，需要测定发动机输出轴上的功率、平均转速，在特殊情况下还需要测量输出轴上的瞬时转速以及记录转速的瞬时波动值。此外，对增压式柴油机还需要测量增压器的平均转速。因此，转速测量是柴油机测试不可缺少的项目之一。
一、接触式转速表
1.机械式转速表
(1) 离心式转速表
离心式转速表是利用旋转质量的离心力同旋转角速度(即转速)成比例的原理制成的。一个质量较大的重环安装在旋转轴上，并可随轴一同旋转。当轴旋转时，重环随着轴旋转的同时，在离心力的作用下，围绕其自身的轴向垂直于轴的方向偏转，增大了其与轴的夹角，直到扭力弹簧产生的恢复力使离心力重新得到平衡为止。重环所在平面同旋转轴夹角的变化通过杠杆、扇形块、小齿轮传递给指针，驱动指针偏转。由于刻度是以转速的单位为刻度，而夹角与转速的平方成正比，所以表盘上的刻度是不均匀的。离心式转速表最为简单通用，能测量柴油机的瞬时转速，并具有较大的稳定性，但其精度较低，相对误差一般在1—8％范围内，而且不能连续使用，在柴油机试验时仅用来调整和检查柴油机的参考参数。
离心式转速表有手持式和固定式两种。船舶柴油机都采用固定式。小型高速机多采用手持式，手持式转速表还在结构上有一套小传动齿轮箱，其目的是扩大量程。通过不同的齿轮组合，使转速的测量范围分成5档，可以在30~24 000rpm的测量范围内进行测量，并有多种形式规格的接头以供使用。
用手持离心式转速表测量转速时，应注意：
①不能用低速挡测量高转速，应根据被测轴的转速，来选择调速盘的挡数；
②转速表轴与被测旋转轴接触时，应使两轴心对准，动作要缓慢，同时应使两轴保持在一条直线上；
③测量时，转速表轴与被测旋转轴不要顶得过紧，以两轴接触时不产生相对滑动为原则；
④指针偏转方向与被测轴旋转方向无关；
⑤转速表在使用前应加润滑油(钟表油)，可以从外壳和调速盘上的油孔注入。
(2) 定时转速表
定时式转速表是一种精密的机械式转速表。它具有精度高、携带方便等优点，在国内外获得广泛应用。
定时式转速表是按照在一定时间间隔内测量旋转体转数的方法确定转速的平均值，并由指针在表盘上直接指示被测转速值。为了测定时间间隔，装有定时机构，并由此而得名。常用的定时式转速表有两种，即双盘式和单盘式。
定时转速表的测量范围为0~10 000 r/min。定时转速表的优点是测量精度高，其误差可在±0.5%，刻度均匀，指针无摆动，易校正，主要缺点是结构复杂，且不能连续测量。
2. 电气式转速表
(1) 电动式转速表
电动式转速表种类繁多，但常用的有以下几种：
①测感应式转速表
一般由发送器、指示器和连接导线三部分组成。发送器实际上是一部小型永久磁的交流或直流发电机。被测轴的转速经由三相同步电动机、三相同轴电缆和三相同步发电机组成的电力同步传动机构传递给感应指示器，使用时将由三相同步电动机组成的转速变送器与柴油机被测轴作固定连接直接带动发电，转速越高，电势越大。转速指示器实际上为一个每分钟转速表示的电压表，它与转速发送器之间有导线相连，可用来远距离测量柴油瞬时转速，连接电缆长度最长为25 m，相对误差为1.5%~2. 0%。
②发电机式转速表
发电机式转速表由转速发送器、连接电缆和转速指示器组成。转速发送器是由直流(或交流)发电机与被测轴固定连接或用链条齿轮连接，而转速指示器为直流或交流电压表，其表盘以转速r/min为刻度。固定安装在柴油机仪表盘上或安装在集中控制的操纵台上。当被测轴转动时，作为转速发送器的直流或交流发电机随被测轴转动，因此，其输出电压值便与被测轴的转速成比例。通过连接电缆将此电压传送给转速指示器的直流或交流电压表。指针便指示出相应被测轴的平均转速。
(2) 磁性转速表
磁性转速表是根据电磁感应原理制成的。它是利用回转圆盘在旋转磁场中由于感应出涡流而产生的扭矩带动指针偏转来测量转速，又称为点涡流式转速表。磁性转速表的旋转部分是由永久磁铁和铁芯组成，在磁铁和铁芯之间形成强磁场的环形间隙。在间隙中安装有铝或铜制成的杯形圆盘作为敏感元件，当磁铁和铁芯随转速表轴一起旋转时，圆盘便作为切割磁力线运动，因此产生感应电流。电流受到由永久磁铁所产生的磁场的作用，使圆盘产生一个旋转力矩，圆盘在旋转力矩作用下，沿永久磁铁的旋转方向而偏转，其偏转角的大小与轴的转速成正比。当旋转力矩被游丝所产生的反作用力矩所平衡时，指针便指示出相应的转速。
磁性转速表的应用较广，结构简单，尺寸小，刻度均匀，测速范围较大，其误差为1.5~2.0％，其主要的缺点是灵敏度差，其测量精度容易受温度的影响。
二、非接触式转速表
非接触式测速仪表结构复杂，但精度较高，多用于无法进行接触测速和对能量损失与测量结果有影响的场所。主要有闪光测速仪和数字式转速表两种。
1. 闪光测速仪
闪光测速仪是利用已知频率的闪光与被测转速同步方法来测定的，是较早使用的一种非接触式测速仪。其原理为，石英晶体振荡产生标准频率信号，信号经过几十个分频器产生可调的任何频率信号，测速仪可显示信号的频率。信号输入到下一级后转换成尖脉冲，尖脉冲可控制闸流管以点燃闪光管。闪光管发出脉冲光，照射在被测物体上。当闪光频率与被测物体转动频率相同时，由于人的视觉暂留现象，看上去被测物体似乎不转动。根据这种现象可判断转速值。
闪光测速仪适用于高转速的柴油机，使用方便，可直接读取转速。测速范围较为广泛，其上限可达20
000 r/min 以上，精度约为±1%，一般与数字显示仪配套使用。
2. 电子数字转速表
电子数字转速表是电子数字显示技术在转速测量上的应用。测量精度高，指示部分可以直接进行数字显示，还可以输出数字信息，当与打印机和计算机配套使用时，可实现转速的自动记录和数据处理。电子数字转速表具有体积小、重量轻、读数准确、使用方便、可遥测、可连续反映转速变化等优点，能完全适应柴油机各种性能试验的要求。电子数字转速表由测速传感器和电气计数器等组成。
转速传感器按其作用原理可分为光电式、磁电式、电容式、霍尔元件等几种。下面介绍常用的光电式、磁电式两种传感器。
1）直射式光电测速传感器
光电测距传感器将被测的转速信号利用光电变换转变为与转
速成正比的电脉冲信号，然后测得电脉冲信号的频率和周期，就
可得到转速。 直射式光电测速传感器原理如图10.28所示，将圆盘2均匀
开出z 条狭缝，并装在欲测转速的轴1上，在圆盘的一边固定一
光源4，在圆盘另一边固定安装一硅光电池3。硅光电池具有半导
体的特性，它具有大面积P-N 结，当P-N 结受光照射时激发出电
子、空穴，硅光电池P 区出现多余的空穴，N 区出现多余的电子，从而形成电动势。只要把电极从P-N 结两端引出，便可获得电流
信号。
当圆盘随轴旋转时，光源透过狭缝硅光电池交替受光的照射，
交替产生电动势，从而形成脉冲电流信号。硅光电池产生信号的
强弱与灯泡的功率及灯泡和圆盘距离的远近有关，一般脉冲电流
信号是足够强的。
脉冲电流的频率f 取决于圆盘上狭缝数1z 和被测轴的转速n ，即
60
1nz f = 狭缝数1z 是已知的，如能测得电脉冲信号频率，就等于测到了转速。
2)反射式光电测速传感器
反射式光电测速传感器同样利用光电交换将转速转变为电脉冲信号。其原理如图10.29所示，它由光源4，聚光镜3、6、7，半透魔膜玻璃2及光敏元件1组成，检测轴的测量部位相间地粘贴反光材料和涂黑，以形成条纹形的强烈反射面。常用反光材料为专用测速反射纸带，也可用金属箔代替。光源4发出散射光经聚集镜6折射形成平行光束，照射在斜置45°
的半透膜玻璃2上，这时光将大部分反射，通过聚光镜3射在轴上，形成一光点。如射在反射面上，光线
必将反射回来，并且反射光的大部分透射过半透膜玻
璃经聚光镜7照射到光敏管1上；反之如果光射在轴
的黑色条块上则被吸收，不再反射到光电管上。光敏
管感光后会产生一电脉冲信号。随着轴的转动，光电
不断照在反射面和非反射面上，光敏管交替受光而产
生具有一定频率的电脉冲信号。
设轴上贴2z 条反射面，则电脉冲信号频率为 60
2nz f = 123
4 图10.28 直射式光电测速传感器原理示意图 1234567图10.29 SZGB-11型光电传感器的光路图
测得电脉冲信号的频率，就可得到转速。
3）磁电式测速传感器
磁电式测速传原器如图10.30所示，它由永久磁铁3、线圈5
和转子2（含3z 个齿)组成。转子2装在被测轴1上，转子2为有3
z 个齿的齿轮。当轴旋转时，由永久磁铁、空气隙、转子组成磁路的
磁阻。由于永久磁铁和齿轮间的空气隙大小不断改变，磁路的磁阻
也随之变化，检测线圈4的磁通也不断变化，从而产生交变的感应
电动势。形成与轴的转速相应的电信号，电信号频率正比于被测轴
的转速n ，即 60
3nz f 式中，3z 为转子上齿轮的齿数。 为了提高低速动力机械转速的测量精度，传感器的齿轮的齿数
应适当增多，但一般透平动力机械转速很高，用磁电式测速传感器测量转速的精度是可以保证的。
任务四 示功图的测录
1、本项目评估大纲要求
（1）评估要素：
①正确调整柴油机到规定负荷下运转
②正确选取所需量具
③正确安装和取下测量仪表、测量操作正确
④正确对仪表进行保养
（2）评估标准：
①操作准确、熟练，操作过程无异常（15分）；
②操作准确、比较熟练，但发生个别异常（12分）；
③操作准确、熟练程度一般，能完成操作（9分）；
④操作不熟练，只能完成部分操作（6分）；
⑤操作差，无法完成（0～3分）。 2、本项目的学习要点与难点 （1）学习要点：常用示功器的使用；常用示功图的作用；常见畸形示功图的分析。 （2）学习难点：示功图的测量、分析。
示功图是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。为了了解发动机工作时气缸内部的工作 情况，最常用且方便的方法就是测取示功图。而示功图的获得需要专门的测量仪器——示功器进行测取。
由工程热力学可知，示功图的面积可以代表柴油
12345图10.30磁电式转速传感器 1. 被测轴；2. 转子；3. 永久磁铁；4.检
测线圈；5. 线圈
图10.2机械示功器结构图
1-示功弹簧；2-转筒；3-绳索；4-弹簧；5-记录笔；6-活塞杆；7-活塞；8-传动杠杆
机气缸内一个工
作循环所作的指示功。通过示功图可研究柴油机气缸内的燃烧过程和燃烧放热规律，评估扫气过程，确定最高爆发压力和压缩压力等等，所以它成为研究柴油机气缸内工作过程的重要依据，可用来计算柴油机指示功率和缸内温度等，还可作为柴油机动力计算和强度计算的资料。由于它以图像形式显示缸内的工作过程，而且测量仪器简单实用，所以示功图的测录在柴油机的测试中占有非常重要的地位。
为了提高柴油机运转的经济性、动力性和可靠性，
通常应定期测取运转柴油机的示功图，并对其进行计算和分析。并依照计算和分析的结果，判断柴油机工作性能和运转状况，调整相关参数，确保柴油机在最佳状态下运行。
一、示功器
测取气缸示功图的仪器统称为示功器。根据其工作原理不同，示功器可分为机械式、气电式和电子式三种。船上常用的是机械式示功器。但随着电子技术的应用与发展，电子式示功器的使用也在不断增多。示功图的测录取决于船舶柴油机所配置的示功器类型。有的船舶柴油机仅配置爆压表，只能用于柴油机爆发压力和压缩压力测量。
机械式示功器是一种使用较早的示功器，目前在低速和部分中速柴油机上仍在使用。它是利用机械位移的方法测量缸内压力和活塞的位移。
（1）结构和工作原理
图10.2为螺旋弹簧式机械示功器结构原理简图。它由传感机构、转筒机构和记录机构三部分组成。传感机构包括活塞7、活塞杆6及螺旋形示功弹簧4等，用以感受缸内压力变化并以小活塞的位移输出；转筒机构包括绳索3、转筒2及转筒弹簧1，用以反映柴油机活塞的位移；记录机构由传动杠杆8及画笔杆5组成，该机构可将小活塞的位移在画笔杆端部平行放大，画笔杆端部装设有铜笔尖。
测量示功图时，示功器活塞7在缸内气体压力作用下上移，通过活塞杆压缩示功弹簧4，并与弹簧弹力平衡。小活塞的上下移动反映缸内的压力变化，其位移量与柴油机气缸内气体压力的变化量成正比。小活塞的运动通过活塞杆带动记录机构的传动杆和画笔运动，由记录机构反映其位移量，即按一定比例反映柴油机气缸内变化的气体压力。夹有记录纸的转筒2通过绳索3，由柴油机曲轴或凸轮轴通过专设的示功器传动机构带动，绕其自身轴偏转，其偏转角位移量正比于柴油机活塞位移，即转筒转动的弧长代表按比例缩小的活塞行程的长度。
由于示功器小活塞的位移与柴油机气缸内气体压力的变化成比例，而转筒的转动与柴油机活塞的位移成比例变化，所以记录画笔尖就可以在转筒的记录纸上绘出气缸内压力随活塞位移变化的图形，即压力—容积示功图（p-V 示功图）。
（2）机械示功器小活塞和弹簧的选择
机械式示功器的压力感应元件由弹簧系统组成，该系统的平衡由作用在小活塞上的气体力与弹簧弹力实现。若弹簧刚度大、小活塞的面积小，活塞对缸内压力的微小变化的感应就弱，活塞输出的位移也小，不利于观察压力的微小变化，故仅适合于测取高压和大的压力变化。反之若弹簧弹力弱、小活塞面积大，活塞就能感应到缸内压力的微小变化，但在测取到高压部分时，小活塞的位移受到示功器结构的限制而失去作用，故仅适合于测取低压的变化。
为了使机械示功器具有较宽泛的压力使用范围，一般它备有三套活塞（连同相应的小气缸）及一套刚度不同的示功弹簧。使用时根据柴油机最高燃烧压力p z 值进行选择，以便获取合适高度的示功图。三套活塞分别用以下标号表示：1/1（标准活塞直径为20.27mm ）；1/2（其面积为1/1活塞的1/2，活塞直径为14. 35mm ）；1/5（其面积为1/1活塞的1/5，活塞直径为9.06mm ）。为便于识别，在各自小气缸的凸缘上分别用钢印注明1/1、1/2、1/5字样。在测取p —V 示功图时均采用1/5小活塞，当测取反映进、排气过程的弱弹簧示功图时采用1/1小活塞。
示功弹簧用弹簧比例M 标记。弹簧比例M 表示缸内压力每变化1MPa 时弹簧的变形量（mm ），其单位为mm ／MP a 。弹簧比例M 应根据小活塞标号和柴油机缸内最高爆发压力p z 值来选择（见表10.5），使所测取的示功图的最大高度接近于示功图纸高度（50毫米），以保证示功图的精确度。
通常，使用1/5小活塞测取p-V 示功图时，根据最高爆发压力p z 可参考下表选择弹簧比例。 表10.5 爆压与弹簧比例对照表
最高爆压p z
（MP a ）
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0 10.0 12.5 15 弹簧比例M （mm ／MP a ） 12 10 8 7 6 5 4 3
如选用1/5小活塞测取p-V 示功图，若缸内最高爆发压力p z =8.0MPa ，可选用标记为6.0的示功弹簧。
（3）机械示功器的传动机构
为了把柴油机活塞的运动规律按比例传给示功器的转筒机构，必需设立专门的示功器传动机构。由于示功器转筒的周长只有柴油机活塞行程的1/5~1/20，因此传动机构不仅要正确反映柴油机活塞运动的规律，而且还要将活塞的行程按比例缩小。所以它应满足以下两个基本要求：一是使活塞行程的缩小比例要与转筒的周长相适应（略小于周长）；二是转筒的运动规律与活塞的运动规律同步，以便正确反映柴油机活塞的运动规律。
10.3 曲柄式传动机构
1-传动立销；2-小曲柄；3-连杆；4-小活塞；5-活塞销；6-滑块；7-绳索；8-止动杆
目前使用的示功器传动机构有曲柄式、凸轮式、杠杆式三种。
① 曲柄式传动机构
曲柄式传动机构如图10.3所示。立轴1由柴油机曲轴（或凸轮
轴）带动，由小活塞4、连杆3和小曲柄2组成一单独的小曲柄连
杆机构，如在结构上使小曲柄2的半径r 与连杆3长度l 之比r / l =R/L
（R －柴油机曲柄半径，L －柴油机连杆长度），则小曲柄连杆机构
的运动规律即与柴油机活塞运动规律同步。因此由小活塞销5带动
的滑块6的运动规律也就反映了柴油机活塞的运动规律。当测试结
束时可用止动杆8推动滑块6使其脱离活塞销5的控制。曲柄式传
动机构多用于Sulzer 型柴油机。 ② 凸轮式传动机构
凸轮式传动机构如图10.4所示。示功凸轮1装在凸轮轴上，示
功凸轮的外形是按柴油机活塞运动规律设计并按一定的位置安装在
凸轮轴上，因而它也能反映出活塞的运动规律，而且其高度、最低
位置也与活塞的上、下止点对应。当测量完毕时，可用插销通过销
孔5和6把导杆3提起使之脱离凸轮轴控制。通常每个气缸都装有
一套相应的凸轮式传动机构。凸轮式传动机构大多用于直流扫气二
冲程柴油机上。
③ 杠杆式传动机构
杠杆式传动机构采用一套杠杆机构铰接在柴油机活塞或十字头
上，按一定比例反映活塞的运动规律。因无法避免在铰接处磨损而
造成失真，目前很少使用。
二、示功图的测取
示功图形状受多种因素影响，如示功器使用和维护不当，天气与海况的变化等。因而示功图测取时应按正确方法进行。
1．测前准备工作
（1）测前通知驾驶台尽量减少操舵动作，保持航向稳定。
（2）测前通知驾驶台记录海况、船舶装载状况、航速等，以供分析示功图时参考。测量时的气象和海况条件应适宜。
（3）确保被测的柴油机负荷稳定，即各运行参数正常并保持稳定。若属一般性运行检查，柴油机应稳定工况下运转1小时后测示功图；若要测取标定功率示功图，最好船舶航行在较平静的海域柴油机连续稳定运行6小时后。
（4）示功器准备。依测量目的按前述方法先选择好小活塞和弹簧。示功器拆开，小气缸清洁后涂油，小活塞相对小气缸作重力下滑实验，小活塞应缓慢均匀下滑。检查无误后将示功器组装好待用。
2．示功图测取
（1）开待测缸示功阀，吹净通路中的杂质等，然后关闭。
（2）将示功器装紧在示功阀上，转筒上夹好记录纸。调整笔尖使其能在纸上轻轻划出痕迹。
（3）接上拉绳或传动机构，此时转筒作往复回转运动，按下笔尖在转筒记录纸上画出大气压力线。
（4）开启示功阀按下笔尖画出示功图，随后关闭示功阀。为保证准确，最好每缸测取2个示功图。
（5）测取满意的示功图后，取下示功图记录纸，在纸上标明缸号、日期、排温、喷油泵齿条格数、弹簧比例、转速等参数。
（6）下个待测缸重复上述过程。每测取5～6个示功图后应拆下示功器使之冷却。
示功器使用完毕应进行清洁保养。
三、示功图的种类与用途
根据热工测量的不同目的和任务，可测取不同的示功图。用机械示功器可测取p-V 示功图、p-V 转角示功图、弱弹簧示功图、纯压缩图、手拉展开图及梳形图等；用气电示功器及电子示功器可测取p-φ示功6 1 2 5 3
4 10.4 凸轮式传动机构 1-示功凸轮；2-滚轮；3-导杆；4-弹簧； 5-销孔；6-导杆销孔；
图。
1．p-V 示功图
图10.5 a ）和b ）分别为四冲程柴油机与二冲程柴油机的p-V 示功图。两者的主要区别在于示功图尾部形状不同。四冲程柴油机示功图尾部圆滑；二冲程机示功图尾部尖锐。p-V 示功图可用来计算柴油机的指示功率、调整各缸负荷均匀性、量取最高爆发压力、判断各缸燃烧情况以及计算缸内瞬时温度等。
这种示功图测取时应特别注意工况的稳定，并慎重地对待测量结果。若因某种原因造成误差，有时可能多达10％~15%，那就失去了测量的意义。
2．p-V 转角示功图
从活塞运动的规律可知，活塞在上、下止点处速度为零，而在中部速度最快。在p-V 示功图上，燃烧过程处于上止点附近，而此时活塞速度很低而燃烧压力变化很快。这样在活塞位移小、示功器转筒偏转也很小的情况下，难以从示功图上清楚地分析燃烧压力的变化情况。为了清楚地研究燃烧过程的进行情况，需要测取p-V 转角示功图。
p-V 转角示功图如图10.6所示。它是在示功器传动机构（曲柄
式，图10.3）的小曲柄超前所测气缸曲柄82?情况下测得的。此时
利用小活塞（图10.3之4）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
放宽。便于研究缸内燃烧过程的进行情况。此图形已失去示功图原形，只能用于分析缸内燃烧过程，不能作为计算功率的依据。
杠杆式和凸轮式传动机构的示功器，较难测出p-V 转角示功
图。
3．手拉展开示功图、梳形图
在不能测取p-V 转角示功图的柴油机上，为了能研究缸内燃烧
过程情况和判断发火时刻等，可测取手拉展开示功图。手拉展开示
功图如图10.7所示。此时转筒机构的绳索用手工拉动，可配合p-V
示功图研究燃烧过程。
如需较准确的测取缸内最高爆发压力（p z ）和压缩压力（p c ）
可测取梳形图，如图10.8所示。此时可慢慢拉动示功器转筒绳索，
测出多条p z 线和p c 线。测压缩压力示功图时应单缸停油。
4．弱弹簧示功图
在用机械示功器测取p-V 示功图时，因最高爆发压力p z 较高，示功器的弹簧又是根据p z 选取，弹簧相对较硬（弹簧比例较小），致使进、排气过程中微小的压力变化在示功图上不能反映出来。
为了研究和检查扫气过程，则应测取弱弹簧示功图。此时示功器应换用1/1标准活塞并按气缸排气压力的大小选用适当的软弹簧，就可把p-V 示功图的尾部放大测绘出来。图10.9a ）系四冲程柴油机的弱弹簧示功图。图中曲线1为部分压缩过程，当示功器小活塞上行至极端位置时，示功图保持等高度。膨胀过程，如（曲线2）所示，当缸内压力等于或小于软弹簧弹力时，弹簧恢复作用，排气过程（曲线3）从Ⅱ点（排气阀已开）开始，缸内压力迅速下降，缸内废气排出并出现短时负压，而后随着活塞的上行，排气压力又高于大气压，并随废气的逐渐排空而下降。进气过程如曲线4所示，一直到下止点之后，开始压缩过程。 图10-8 p-V 示功图 (a)
(b) 图10.5 图10-9 p-V 转角示功图
图10.6
图10-10 手拉展开示功图
图10.7
图10-11 梳形示功图 图10.8
图10.9（b ）为二冲程柴油机弱弹簧示功图。当排气口开启时，膨胀线急剧下降到扫气压力并因排气惯性而短时低于扫气压力，在扫气口开启时压力上升到扫气压力。由于弹簧的振动，压力出现波动，直至扫气关闭为止。此后由于过后排气缸内压力又下降，直到排气口关闭后开始压缩过程。
通过使用弱弹簧示功图，可以研究和检查换气过程的好坏。 5．p-φ示功图 p-φ示功图如图10.10所示。在船舶上可
通过电子示功装置测取。p-φ图可用来计算柴油机的指示功率，评估燃烧与换气过程，测量最高爆发压力p z 和压缩压力p c 、计算放热率、测定发火角等。也是分析研究柴油机工
作过程常用的一种示功图。 总之，船上使用机械示功器或电子示功
器测取气缸示功图，有以下作用：确定柴油
机指示功率并判断各缸功率分配的均匀性；
确定柴油机的最高爆发压力p z 和压缩压力
p c ；研究燃烧过程、换气过程，计算缸内温度等，以评估柴油机工作过程的完善程度。 四、示功图的分析
示功图分析就是把所测示功图与正常示功图进行比较，找出差别，并判断产生差别的原因，
从而进行必要的调整，使柴油机保持在良好的技
术状态下运行。 1．正常示功图的特征
正常示功图在柴油机技术状态良好测取，通常由船舶试航报告或柴油机说明书提供。 图10.11表示的是二冲程柴油机正常示功图的基本形状，它指示了各特征点在各种示功图中的相互关系。图中b 表示在不同负荷下示功图的“肥”、“瘦”，因此宽度b 可大致反映本缸指示功
率的大小。它主要有以下特征：
（1）工作过程曲线圆滑，曲线过渡处无锐角或突变形状；
（2）工作过程各主要特征值，如最高爆发压力p z 、压缩压力p c 等符合试航报告的规定值；
（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。
在缺乏正常示功图情况下，可根据上述各点并参照试航报告或说明书所规定值进行比较，并按要求进行调整。使各缸有关热力参数的不均匀度符合规定。
表10.6 各缸参数不均匀度规定值 工作参数
压缩压力p c 最高爆发压力p z 平均指示压力p i 排气温度T r 规定值≤（100％） ±3 ±5 ±5 ±5(高速增压机±8)
凡测取的示功图与正常示功图比较有差异的示功图为畸形示功图。对待畸形示功图应进行具体分析，找出引起畸形的原因。因为它们可能是由柴油机工作过程不正常引起，也可能由示功器使用不当或传动机%100?-=各缸平均值
各缸平均值最大（最小）值注：不均匀度 图10.9 弱弹簧示功图
(b) (a) 4 1 2 Ⅱ
3 Ⅰ 0.35 0.42
排气口开 扫气口开
下止点 图10.10 p-φ展开示功图 p
φ 图10.11 正常示功图
1-p-v 示功图；2-p z 梳形图；3-p c 梳形图；4-p-v 转角示功图
1 2 3 4 b 45°
构不正常等原因引起。
2．示功器使用不当或传动机构不正常引起的畸
形示功图
示功器传动机构因安装不正确、零件磨损等原
因会造成示功器转筒的运动规律与柴油机活塞运动
规律不相应，测取示功图压力与行程的相应关系被
破坏，产生了畸形。
（1）示功器传动机构超前或滞后
传动机构超前是指柴油机活塞在上止点前某一
角度时，传动机构带着转筒已到达了上止点位置。因而画笔把活塞在上止点前某一角度的缸内压力值
记录在示功图的上止点位置，故压缩线较正常线偏
低。同理，在上止点后，由于示功图上某点所记录
的压力值是其前一曲轴转角的缸内压力值，因而其膨胀线偏高于正常膨胀内线。由此使所测示功图变
胖。如图10.12所示实线图形即为传动机构超前5?
时的畸形示功图（虚线为正常示功图）。
同理，传动机构滞后的畸形图较正常示功图变
瘦，如图10.13所示，实线图形为传动机构滞后5?，
虚线为正常图。
实验表明，传动机构超前或滞后对示功图形状影响极大。一般情况是每相差1?CA ，则平均指示压
力p i 相差5.5％。为了判断此种畸形图形是否因传动机构的不正常所引起，可采用测纯压缩图的方法加以判别。
采用单缸停油的方法测纯压缩图。在正常情况下，停油后该缸的压缩线与膨胀线基本重合，如图10.14a ）所示，此时表示传动机构与柴油机活塞位移同步。若膨胀线在上压缩线在下，则为传动机构超前如图10.14b ）所示。若膨胀线在下压缩线在上，则为传动机构滞后如图10.14c ）所示。
（2）示功器转筒绳索太长或太短
如果示功器的传动方向是在膨胀行程使转筒弹簧拉紧，而在压缩行程时使转筒弹簧放松，则绳索太长或太短时示功图会出现下列情况：
如绳索太长，在传动机构上行至离上止点尚有一定角度时，转筒已到达其极端位置不再转动，绳索开
图3.20 纯压缩图
(a)
(b)(c)压缩膨胀膨胀压缩
图10.14 纯压缩图
图3.21 示功器转筒绳索太长时的畸形示功图 图10.15示功器转筒绳索太长时的畸形示功图
图
10-19 示功器转筒绳索太短时的畸形示功图 图3.22 图10.16示功器转筒绳索太短时的畸形示功图 图10-15 传动机构定时超前引起的畸形示功图 图
10.12 图10-16 传动机构定时滞后引起的畸形示功图 图10.13
始松动，一直到当传动机构由上止点下行某一角度绳索张紧时，转筒才开始转动。在绳索松动期间转筒不转动，画针仅上下运动，画出的图形是一条上下直线，致使把示功图头部切去一部分，示功图变短，如图10.15所示。
反之如绳索太短，传动机构在下止点前就将转筒弹簧拉紧，在传动机构继续下行时转筒已经不动，只是画针上下运动画出一条直线，把示功图尾部切去一部分，示功图长度变短。如图10.16所示。在严重情况下还可能将绳索拉断或将转筒拉坏。
如果改变示功器的传动方向，则由绳索大长或太短所产生的畸形圆的形状与上述相反。因此当发现示功图头部或尾部被切掉后，应根据具体情况加以判断和调整。
3．示功器故障引起的畸形示功图
1）示功图变长
示功图变长的畸形图如图10.17所示。图中虚线示为正常图。此种故障由转筒弹簧太软，转筒惯性作用和示功器机构中间隙太大等原因造成。
2）示功器小活塞卡紧
当示功器的气缸润滑不良或有结炭时，小活塞容易产生卡紧现象，使小活塞运动阻力增加。此时，在压缩过程中因小活塞卡紧，阻力增加，使画笔画出的压力线比正常压力线低，在膨胀过程因小活塞阻力方向改变，则画笔画出的膨胀线比正常膨胀线高。由于卡紧阻力的不规则变化，此时画笔画出的示功图均出现波动。其畸形图如图10.18所示（图中虚线为正常图）。此时所测的手拉图也有类似波动现象。
4．气缸内工作过程不正常引起的畸形示功图
需要明确的是，测取的示功图首先应保证测量仪器的性能良好。若测取的示功图出现畸形，在排除由于示功器本身和传动机构引起的原因之外，肯定就是因为柴油机缸内工作不正常引起的。引起柴油机工作过程不正常的因素很多，无法一一列举，下面仅就柴油机运行管理中常见的畸形示功图的特点予以介绍。
考虑到柴油机气缸工作情况与其运行参数（如油门开度、转速、排气温度、冷却水温度、滑油温度等）有密切的关系，因此测取、分析示功图时必须参照其运行参数，否则与正常示功图没有可比性。
（1）燃烧太早的畸形示功图
此类示功图如图10.19所示，图中虚线表示正常示功图。它与
正常示功图比较主要有以下特点：
① 图形高度即最高爆发压力p z 增大，压力上升曲线陡削，示
功图头部尖瘦；
② 燃烧曲线过早脱离压缩曲线，着火点提前；
③ 膨胀曲线降低，排气温度降低。
造成燃烧太早的原因，一般有喷油正时提前，喷油器启阀压力降低，或由劣质燃油改用优质燃油而未减小喷油提前角等。燃烧太
早将增加柴油机的机械负荷，严重情况下将会引起爆燃，产生敲缸现象，影响柴油机的工作可靠性，需及时加以调整。
（2）燃烧太晚的畸形示功图
燃烧太晚的畸形图如图10.20所示。与虚线所示的正常示功图相比，它有以下特点：
① 最高爆发压力p z 明显降低，即图形高度下降；
图3.25 燃烧太引起的畸形示功图
图10.19燃烧太早时引起的畸形示功图 图3.24 示功图小活塞卡紧时的畸形示功图 图10.18示功器小活塞卡紧时的畸形太长示功图
3.23 图10.17示功图太长
② 示功图头部圆滑，着火点明显后移，表示燃烧后移；
③ 膨胀线升高，排气温度升高。
造成燃烧太晚的原因通常有喷油正时滞后、喷油器启阀压力过高、改用劣质燃油而未调大喷油提前角、喷油器或喷油泵漏油、喷油器的缝隙式滤器堵塞等。这些因素均使燃烧变晚，但又有差异。
（3）喷油器阀座漏油的畸形示功图
喷油器阀座漏油时，由于燃油压力低，使燃油雾化不良，油气混合不佳，造成燃烧延后，排气温度升高。这种示功图的最高爆发压力下降并又重复上升多次，如图10.21所示。膨胀线高，且呈锯齿形，锯齿向上。这种锯齿形与示功器小活塞运动受阻时的畸形示功图看起来似乎有些相似，其实有区别。示功图小活塞运动受阻时示功图面积增大，膨胀线较高，而且是不规则地下降并呈阶梯形波动。喷油器漏油则示功图呈向上锯齿形波动，示功图面积减小。
（4) 喷油泵漏油的畸形示功图
如喷油泵的柱塞因过度磨损或者喷油泵的阀与阀座偶件密封性下降而漏油时，一方面会使泵油压力下降，从而导致喷油定时滞后，造成后燃现象严重，并会使排气温度升高。另一方面由于泵油期间漏油，使得喷入气缸中的油量也减少，会造成功率明显下降，排气温度亦降低。实践证明，上述两方面综合起来，后者影响大，最终使得排气温度降低。如图10.22所示。
（5）喷油器喷孔部分堵塞的畸形示功图
此类示功图如图10.23所示。喷孔部分堵塞时，因喷孔流通面积减少，流阻增大，单位时间的喷油量减少，总的喷油时间拖长（高压油管的压力加大，喷油器开启时间拖长），出现后燃现象。由图可知其主要特点与燃烧太晚大致相同，但存在以下不同：一是，其着火点基本不变（因喷油正时不变）；二是，其头部和膨胀线中通常会出现压力波动（因喷油压力升高，波动加剧，甚至发生重复喷射）。尤其前者可作为区别于燃烧太晚的主要依据。另外，在此种情况下，可感觉出喷油泵泵油时有明显的冲击、振动，高压油管脉动过强并伴有发热等现象。
（6）缸内空气不足的畸形示功图
此种示功图如图10.24所示。它与正常图形（虚线所示）
相比有以下特点：
① 最高爆发压力p z 与压缩压力p c 均降低；
② 膨胀线与压缩线均降低并可能出现波动（因燃油雾化、
混合、燃烧变差）；
图3.26 燃烧太晚引起时的畸形示功图 图10.20
燃烧太晚时引起的畸形示功图 图3.27 喷油器漏油时的畸形示功图
图10.21喷油器漏油时的畸形示功图 图10.24 气缸漏气时的畸形示功图
图3.28 喷油泵漏油时的 畸形示功图 图3.29 喷油器喷孔部分堵塞
时的畸形示功图
图10.22喷油泵漏油时的畸形示功图 图10.23 喷油器喷孔部分堵塞时的畸形示功图
③ 示功图面积减小，指示功率降低，但排气温度升高。
气缸内空气量不足的原因一般是：气缸漏气（如活塞环漏气、排气阀漏气）；扫气空气供应不足（如气口堵塞、增压器进气滤器堵塞、空冷器堵塞、增压器污堵等）；排气系统受阻；环境状态变化（如大气压力降低、环境温度升高）等。
气缸漏气使压缩压力p c 降低，可通过测梳形图测量压缩压力p c 值，并通过计算压缩压力p c 与扫气压力之比值与试航报告的标准比值相比较进行判断（绝对压缩压力与绝对扫气压力之比值，对一台既定的柴油机在绝大部分功率范围内应该是一个恒量）。
压缩压力p c 偏低，判断究竟是因扫气压力偏低引起的还是由气缸机件漏气造成的依据就是看其比值是否下降。若比值下降则表明气缸漏气；否则就可能是扫气压力不足造成的。
例如：某船柴油机试航时测得：大气压力0.1MPa ，扫气压力0.137MPa ，某缸（或各缸平均）p c 值为
8.9MPa 。其比值为(8.9+0.1)/(0.137+0.1)≈38
运行中测得：大气压力0.102MPa ，扫气压力0.112MPa ，某缸（或各缸平均）p c 值为7.6MPa
所以，其绝对扫气压力为0.112MPa+0.102MPa=0.214MPa ；
此时柴油机应该具有的绝对压缩压力为38×0.214MPa=8.13MPa ；
所以，压缩压力应为8.13MPa-0.102MPa=8.03MPa ；但实测压缩压力只有7.6MPa ，表明压缩压力p c 已降低。而8.03MPa 与7.6MPa 之间的差值（0.43MPa ），即可能是由于气缸漏气引起的。当然，压缩压力p c 与柴油机压缩比有密切的关系，当实际压缩比减小（若活塞顶的烧蚀等原因使压缩容积变大，压缩比减小）时，同样也会使压缩压力降低。
（7）扫气过程不正常的畸形示功图
欲分析扫气过程的进行情况，需使用弱弹簧示功图。图10.25和图10.26分别为MAN K7Z70/120C 型柴油机在转速n =125r/min 时测得的工作过程不正常时的弱弹簧示功图。其正常弱弹簧图形如图10.7（b ）所示。由正常图可知，扫气压力（下止点时缸内压力）约为42kPa ，压缩始点压力约为38kPa 。
由图10.25可知，换气过程曲线变化基本正常，但其扫气压力仅为35kPa ，压缩始点缸内压力相应降至30kPa 。表明此图系扫气口部分堵塞使扫气不畅引起。从图10.26则可知，首先，排气曲线失常（在扫气口开启时缸内压力大大超过扫气压力）；其次下止点时缸内压力虽为42kPa ，但这是由于缸内废气排出不畅所引起的，而且在压缩始点缸内压力升至38kPa 。表明此图系排气口部分堵塞所引起。显然通过上述压力变化的大小可以判断气口堵塞的程度。
图10.25 扫气口部分堵塞时的弱弹簧示功图 图10.26 排气口部分堵塞时的弱弹簧示功图 排
气
口
开
扫 气口开 下
止点 30kPa 35kPa 下止点 38kPa 42kPa
排 气口开 扫 气口开
需要说明的是，以上分析的是一些常见、典型的畸形示功图，因其引起畸形的原因单一、特点鲜明，比较容易判断。而在实际工作中，实测的示功图线形往往受各种因素的综合影响而显得不够典型，加之测得的图形尺寸又较小，因此分析和判断的难度较大。所以在分析示功图时不要轻易下结论，而应针对具体情况并参考其他测试参数进行综合分析，抓住主要影响因素、去伪存真，才能得到正确的结论。
五、p-V 示功图的计算及多缸柴油机功率的计算
在船上对运转中的柴油机，通常用机械示功器测取每个缸的p-V 示功图，并根据示功图计算出每个缸的平均指示压力p i 值，然后计算每个缸的指示功率P i 。
1．平均指示压力p i 的计算方法
计算方法通常有两种：
（1）面积法
用面积仪测出示功图的面积，以f （mm 2）表示。方法是：示功图和面积仪置
于画板上，并固定面积仪的极和示功图。描迹杆上的针尖置于示功图膨胀曲线的中部并按下打出针孔作为记号。手握面积仪用手缓缓移动描迹杆沿示功图曲线转动一圈后又回到起点。从面积仪读数机构上读取数值，读数顺序是：计数盘、测量滚子、游标
刻度。读取数值乘比例常数即为示功图面积。
量出示功图的长度，以L （mm ）表示，此时示功图的平均高度h i 为：h i ＝f / L （mm ）。
用平均高度h i 再除以示功器的弹簧比例M （mm/MP a ）则可以得到平均指示压力p i 值，即：
p i ＝h i / M (MP a )
（2）十等分法
如果没有面积仪，还可用如下的作图方法求得示功图的平均高度，其结果也足够准确。十等分法如图10.27所示。将示功图长L 分为十等分，量出各等分点上的示功图的高度y 1，y 2，y 3…y 9（mm ）。在距示功图上、下止点位置L /40处再附加两个示功图高度y 0和y 10。则示功图平均高度可用下式计算：
则平均指示压力p i ＝h i / M 即可求出。
2．指示功率的计算
根据指示功率的计算公式P i ＝C p i n ×106可计算出单缸指示功率。
式中C 为气缸常数，对既定的柴油机是一定值，通常在说明书可查到，或根据公式
C=V S m/60 000计算。
例如，某船6ESDZ76/160型柴油机。
从型号可知：该机为二冲程机m ＝1，气缸直径D=0.76m ；行程S ＝1.6m ；则气缸常数：C=（πD 2）/4×S×m×1/60000=π/4×0.762×1.6×1×1/60000=1.2×10-5。
计算出6缸各缸的平均指示压力p i 后，带入公式P i ＝C p i n*106即可计算出各缸的指示功率P i ，将各缸指示功率P i 相加，即可得整机的指示功率（设计时多缸柴油机的功率计算公式为：P i ＝C? p i ? n? i ，但是，实际柴油机各缸功率不可能完全一致，故不能简单地以某缸功率乘以缸数i ）。
)y ......y y y y y (h i 93211002
101+++++-=图10.31 1 0 2 3 4 5 6 7 8 9 1
40L h 1
L
y y y y 4 y 5 y 6 y 8 y 10 y y 7 y 9 图10.27 示功图的作图计算法
动力装置测试分析课业
姓名班级学号成绩
课业名称柴油机示功图测录与分析
课业要点分析（1）常见示功器的识别使用；（2）示功图测试操作；（3）示功图分
析。
参考学材《中华人民共和国海船船员适任评估大纲和规范》大连海事大学出
版社；《船舶柴油机》周明顺主编大连海事大学出版社；《热能与动
力工程测试技术》郑正泉主编华中科技大学出版社。
课业答案（课业操作要点）
任务五电子示功器
1、本项目评估大纲要求
（1）评估要素：
①正确调整柴油机到规定负荷下运转
②正确安装和取下测量设备
③正确进行规定示功图的测录操作
④正确对仪表进行保养
（2）评估标准：
①操作准确、熟练，操作过程无异常（15分）；
②操作准确、比较熟练，但发生个别异常（12分）；
③操作准确、熟练程度一般，能完成操作（9分）；
④操作不熟练，只能完成部分操作（6分）；
⑤操作差，无法完成（0～3分）。2、本项目的学习要点与难点
（1）学习要点：电子示功器的识别、使用以及维护保养方法等。
（2）学习难点：电子示功器测示功图操作。
随着电子技术的迅猛发展，电子示功器的运用逐渐普及，尤其在现代柴油机的监控技术中均采用电子示功器来研究分析柴油机缸内的工作过程。
电子式示功器由传感器、测量电路和记录显示装置等三大部分组成。它利用电子技术，通过适当的传感器（如电阻应变式、压电式、电容式和电感式）把柴油机气缸内的气体压力、曲轴转角等非电量按一定比例转换成相应的电量输出，经放大器等中间环节输送到记录显示装置进行显示或打印，来测取p-φ示功图。
在电子示功器中，压力传感器是核心环节。不同的压力传感器决定着不同的测量电路，因此通常习惯上以压力传感器的类别来命名示功器。压力传感器的类别有电阻应变式、压电式、电容式和电感式等，故电子示功器亦分为电阻应变式示功器、压电式示功器、电容式示功器和电感式示功器等。
电子式示功器使用重要注意事项：
（1）注意系统所用电源的要求。
（2）测量时，示功阀持续打开时间小于1 分钟。
（3）转速传感器安装中各螺帽部分应加弹簧垫片，以防振松螺帽造成仪器或人员的意外伤害，传感器与飞轮间隙过小，可能会因飞轮的椭圆度过大造成传感器与飞轮相碰导致传感器损坏，问隙过大（或偏移）会使传感器信号太小或无信号而使仪器无法工作。测量前，固定好转速传感器信号线，防止信号线被运动部件卷入造成设备和人身伤害。
（4）电源关闭后应等 5 秒钟后才能重新打开，防止由于电源冲击造成仪器损坏。
（5）防止易燃易爆、腐蚀性液体接触仪器设备。
（6）仪器使用后应擦干油迹，放入仪器箱，防止意外碰撞和跌落导致仪器损坏。
浅析示功图原理分析及应用!!!
过程装备专业实验论文 之 浅析示功图原理分析及应用 姓名： 学号： 专业班级： 2014年5月23号
浅析示功图原理分析及应用 摘要：示功图是压缩机运行状况和工作性能的综合反映，示功图法是研究压缩机性能与工作状态的基本方法之一，是有效的参数法诊断手段，可在较深层次上诊断压缩机故障。关键词：示功图，故障诊断，压缩机 0引言 示功图是压缩机运行状况和工作性能的综合反映，示功图法是研究压缩机性能与工作状态的基本方法之一，是有效的参数法诊断手段，可在较深层次上诊断压缩机故障。 在活塞式机器的一个循环中，气缸内气体压力随塞位移（或气缸内容积）而变化的循环曲线。循环曲所包围的面积可表示为机器所作的功或所消耗的功，称为示功图，它可用示功器测录。示功图除了表示作或耗功的大小以外，常常用来分析研究以至改善气缸的工作过程。内燃机示功图为四冲程内机的实际示功图。纵坐标表示气缸内气体压力p,横坐表示气缸工作容积V。 把装在压缩机上的示功仪实测下来的示功图，称为压缩机实际示功图。 压缩机实际示功图与理论示功图有很大差异，其特征为： i. 压缩机实际示功图存在气体膨胀线，即完成一个工作循环中除吸气、压缩和排气过程外，还有膨胀压缩机过程； ii. 压缩机实际示功图中吸气过程线低于名义吸气压力线，排气过程线高于名义排气压力线，且压缩机实际示功图中吸、排气过程呈波浪形； iii. 压缩机实际示功图压缩、膨胀过程线的指数值是变化的。压缩机的理论与实际示功图差别较大，是因为压缩机在实际工作过程中受到余隙容积、压力损失、气流脉动、空气泄漏及热交换等诸多因素的影响。 1机械故障诊断技术的发展 故障诊断(FD：Fault Diagnosis)始于机械设备故障诊断，其全名是状态监测与故障诊断(CMFDCondition Monitoring and FaultDiagnosis)。机械故障诊断(MFD：Machine Fault Diagnosis)是识别机器或机组运行状态的科学，它研究的是机器或机组运行状态的变化在诊断信息中的反映。其研究内容包括对机器运行现状的识别诊断、运行过程的监测以及运行发展趋势的预测三个方面。机械故障诊断技术是七十年代以来，随着计算机和电子技术的飞跃发展，促进工业生产现代化和机器设备的大型化、连续化、高速化、自动化而迅速发展起来的一门新技术，也是一门以高等数学、物理、化学、电子技术、机电设备失效学为基础的新兴学科。现代化机械设备的应用一方面大大促进了生产的发展；另一方面也潜伏着一个很大的危机，即一旦发生故障所造成的直接和间接的损失将是十分严重的。这门新技术的宗旨就是运用当代一切科技的新成就发现设备的隐患，以期对设备事故防患于未然。如今它已是现代化设备维修技术的重要组成部分，并且成了设备维修管理工作现代化的一个重要标志。机械故障诊断技术对确保机械设备的安全、提高产品质量、节约维修费用以及防止环境污染均起到重要
典型示功图具体分析
典型示功图具体分析 1．泵工作正常时的示功图 和理论示功图的差异不大，均为一近似的平行四边形，除 了由于抽油机设备的轻微振动引起的一些微小波纹外，其它因 素影响在图上显示不明显。 2．气体影响时的示功图 由点到面在下冲程末余隙内还存在一定数量的溶解气和压缩 气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，使吸入 凡尔打开滞后，加载变慢，余隙越大，残存的气量越多，泵进口压 力越低，则吸入凡尔打开滞后的越多。 特点： 下冲程时，气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使排出凡尔滞后打开，卸载变慢，泵的余隙 越大，进入泵内的气量越多，卸载线越长“示功图”的刀把越明显。 3．气锁现象时的示功图 是指大量气体进入泵内后，引起游动凡尔、固定凡尔均失效，活 塞对气体起压缩和膨胀的作用，泵排不出油。 4．供液不足时的示功图 沉没度小，供油不足，使液体不能充满工作筒。 下冲程中悬点载荷不能立即减小，只有当活塞遇到液面时，才 迅速卸载，所以，卸载线较气体影响的卸载线陡而直。 5．油井出砂时的示功图 油井大量出砂，油流携带着砂子冲刺，载荷受砂卡原因呈不规则 毛刺现象；致使工作筒、活塞、凡尔等磨损，导致泵效降低，严重时 固定凡尔或游动凡尔砂卡或砂埋，直接影响泵效。 6．油井结蜡时的示功图 由于活塞上行时，泵内压力下降，在泵的入口处及泵内极易结 蜡，使油流阻力增大，光杆负荷增大，引起凡尔失灵或卡死凡尔、 活塞，堵死油管等现象。
7．抽油杆断脱时的示功图 抽油杆断脱后的悬点载荷实际上是断脱点以上的抽油杆柱重 量，只是由于摩擦力才使载荷线不重合。 8．连抽带喷时的示功图 具有一定自喷能力的抽油井，抽汲实际上只起诱喷和助喷作用。 特点： 在抽汲过程中，游动凡尔和固定凡尔处于同时打开状态，液柱载荷 基本上加不到悬点，示功图的位置和载荷变化的大小取决于喷势的强弱 及抽汲流体的粘度。 9．固定凡尔漏失时的示功图 固定凡尔球和凡尔座配合不严，凡尔座锥体装配不紧，凡尔罩内落 入脏物或蜡卡着凡尔球等而造成的漏失，典型表现为加载和减载缓慢， 呈弧形，减载更严重。 10．游动凡尔漏失时的示功图 游动凡尔漏失时，活塞上冲程的有效冲程长度将减少，而下冲程 有效冲程长度将增加，漏失越严重，上冲程的有效冲程长度的减少和 下冲程长度的增加越厉害。 特点： 增载线的倾角比泵工作正常时为小，既左上角圆滑，漏失量越大，其圆滑程度愈厉害，增载线成为一圆弧线，卸载线比增载线陡。 11．双凡尔漏失时的示功图 在上冲程过程中，游动凡尔漏失起主导作用，使图形左上角和 右上角变圆，但负荷线能达到理论上负荷线。 在下冲程过程中，固定凡尔漏失起主导作用，使图形左下角和 右下角变圆，但下负荷线能降到理论下负荷线处，所以，示功图变 成两头尖圆。 12．油管漏失时的示功图 油管的丝扣连接未上紧，油管被磨损、腐蚀而产生破裂和孔洞时进入油管中的液体就会从这些裂缝、孔洞及未上紧处重新漏入油套环行空间。
示功图分析
第十章示功图测录与分析 示功图是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。它通过专门的测量仪器——示功器进行测量。由工程热力学可知,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。它是研究柴油机气缸内工作过程完善程度的重要依据,也是用来计算柴油机指示功率的依据,同时还可作为柴油机动力计算和强度计算的资料。通过示功图可研究缸内的燃烧过程、燃烧放热规律,计算缸内温度,评估扫气过程,计算柴油机指示功率,确定柴油机最大爆发压力和压缩压力等等。由于它能以图象形式显示缸内的工作过程,而且测试仪器简单实用, 因此在柴油机的测试中,示功图的测取占有非常重要的地位。 通常,应定期测录运转柴油机的示功图,且对测取的示功图进行计算和分析。根据其计算和分析结果来判断柴油机的工作性能,并可对其进行适当的调整,保证柴油机能在最佳状态下运转,提高其经济性、动力性和可靠性。 第一节示功图的测录 测取气缸示功图的仪器统称为示功器。根据其工作原理不同, 示功器可分为机械示功器、气电示功器以及电子示功器三类。船上常用的是机械示功器, 随着电子技术的应用, 在现代船舶上, 电子式示功器的使用也不断增多。 一、机械式示功器 机械式示功器是一种使用较早的示功器, 目前在低速和部分中速柴油机上仍在使用, 它是利用机械位移方法测量缸内压力和活塞位移。机械示功器按使用的示功弹簧形式不同, 可以分为螺旋弹簧式和柱簧式两种。两者在结构原理上相同,所不同的是前者使用螺旋形弹簧,后者使用等强度柱形弹簧。以下主要介绍螺旋弹簧式示功器。 1. 结构和工作原理 机械示功器的具体结构如图10-1所示, 它由压力感受机构、转筒机构和记录机构三部分组成。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, 画笔的自由端装有铜笔尖。 当测量示功图时, 转筒8上夹有示功纸并通过绳索9由柴油机曲轴或凸轮轴通过专设的示功器传动机构带动, 绕其自身轴左右偏转, 其偏转角位移量正比于柴油机活塞位移, 即转筒转动的弧长代表按比例缩小的活塞行程的长度,反映柴油机活塞的行程。示功器小活塞5在缸内气体压力推动下在小气缸中上下移动, 并被弹簧力所平衡。小活塞的运动通过活塞杆带动记录机构的传动杆和画笔运动, 由记录机构反映其位移量, 即按一定比例反映柴油机气缸内变化着的气体压力。 由于示功器中小活塞的上下移动与柴油机气缸中的气体压力的变化成比例, 而转筒的转动
示功图分析原理
1、泵工作正常时的示功图 所谓泵的工作正常，指的是泵工作参数选用合理，使泵的生产能力与油层供油能力基本相适应。其图形特点：接近理论示功图，近似的平行四边形。这类井其泵效一般在60%以上。 图中虚线是人为根据油井抽汲参数绘制的理论负载线，上边一条为最大理论负载线，下边一条为最小理论负载线。现场常常把增载线和减载线省略了。 2、惯性载荷影响的示功图 在惯性载荷的作用下，示功图不仅扭转了一个角度，而且冲程损失减少了，有利于提高泵效。示功图基本上与理论示功图形状相符。影响的原因是：由于下泵深度大，光杆负荷大，抽汲速度快等原因在抽油过程中产生较大的惯性载荷。在上冲程时，因惯性力向下，悬点载荷受惯性影响很大，下死点A上升到A′，AA′即是惯性力的影响增加的悬点载荷，直到B′点才增载完毕；在下冲程时因惯性力向上使悬点载荷减小，下死点由C降低到C′，直到D′才卸载完毕。这样一来使整个示功图较理论示功图沿顺时针方向偏转一个角度，活塞冲程由S活增大到S′活，实际上，惯性载荷的存在将增加最大载荷和减少最小载荷，从而使抽油杆受力条件变坏，容易引起抽油杆折断现象。 整改措施： 1、减小泵挂深度，以减轻光杆负荷。 2、降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。 3、振动载荷影响的示功图 分析理论示功图可知，液柱载荷是周期性作用在活塞上。当上冲程变化结束后，液体由静止到运动，液柱的载荷突然作用于抽油杆下端，于是引起抽油杆柱的振动。在下冲程，由于抽油杆柱突然卸载也会发生类似现象。 振动载荷的影响是由抽油机抽汲参数过快，使抽油杆柱突然发生载荷变化而引起的振动，而使载荷线发生波动。 整改措施： 降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。 4、泵受气体影响的示功图 由于在下冲程末余隙容积内还残存一定数量的气体，上冲程开始后，泵内压力因气体膨胀而不能很快降低，使固定凡尔打开滞后，增载变慢，下冲程时气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使游动凡尔打开滞后，卸载变慢。 其图形特点：卸载线过程缓慢，卸载线CDˊ向右下方变曲的弧线，增载过程也变慢，增载线较理论的增载线平缓。DDˊ线越长，泵受气体
示功图
2012年3月27日测试 1、示功图概念：抽油机井示功图是描绘抽油机井驴头悬点载荷与光杆位移的关系曲线 2、理想条件下，示功图是一个典型的平行四边形，是不考虑任何影响因素，由静载荷作用下形成的；相对条件下，示功图是一个平行四边形，仅考虑抽油汗柱和油管的弹性形变条件下，由静载荷作用形成；现实中，正常工作的深井泵示功图是一个近似乎平行四边形的不规则封闭图形，是在全部影响因素的共同影响下，由各种载荷一起作用形成的。 ３、以下为弹性抽油杆静载时的示功图，请读图后填写下列各符号所表示的含义。ABCD:理论的示功图OP：悬点载荷OS：光杆冲程 AB：增载线BC：上载荷线CD：卸载线 DA：下载荷线A：下示点C：上示点 AD：活塞冲程AD1：光杆冲程Ｐ`杆：杆重 Ｐ`液：油管里液柱重Ｐ静：相对静载荷λ：冲程损失 λ1：杆损λ2：管损 4、识别下列典型施工图的泵工作情况。 正常气体影响
供液不足游漏 固漏双法尔漏失 抽油杆断脱活塞脱出泵筒 碰泵砂卡
结蜡影响抽油杆断脱 抽油杆断脱供液不足 抽油杆断脱油稠、结蜡
气体影响固漏 游漏双漏 正常气体影响 双漏双漏
油稠结蜡管漏抽油杆断脱泵断脱 游漏游动法尔失灵 固漏固定法尔失灵
活塞出筒碰泵 供液不足砂影响 砂卡出现锯齿样，砂阻卡死不一样，油层井筒把砂防，防砂措施要得当 图形斜直杆拉伸，活塞卡死不做功，解卡无效速上修 两阀漏失象鸭蛋，漏失原因多方面，碰泵洗井是手段，漏失严重速换泵 上阀漏失抛物线，增载缓慢卸载快，漏失严重不出油；及时检泵莫耽误下阀漏失泵效减，卸载缓慢增载快，曲线上翘两边圆；洗井无效就检泵。油井结蜡图肥胖，上下行程波峰大，峰点对称又圆滑，热洗加药快清蜡 油稠图形变肥胖，磨阻增大呈凸圆，冲程速度中间快；电流正常不管它图形增胖曲线平，管堵闸门没改通，措施解堵查流程；热洗管线找原因油管漏失图形窄，容易隐藏不好辨，憋压计量问题现；细查漏点换油管碰泵左下出圆圈，及时调整防冲踞，上提高度图中显；调后测图再核实上阀失灵图偏下，此图复杂难度大，多方分析细排查；措施一般要检泵下阀失灵图偏上，负荷提住不下降，液面变化查现象；措施洗井再检泵图形右上少一块，行程未完突卸载，活塞脱出工作筒；计算下放问题无上死点处长犄角，光杆驴头有碰挂，井下碰挂要分清；管串数据重调配增载正常卸载快，左右曲线不对称，上行程处泵已漏；及时下放或换泵
抽油机井典型示功图分析
抽油机井典型示功图分析 学习目的：抽油机井典型示功图是采油技术人员在多年的生产实践中总结出来的，大多数具有一定的特征，一看就可直接定性的示功图。把这些具有典型图形特征的例子作为生产现场初步判断抽油机井泵况的参考依据，也是综合分析实测示功图的第一步。通过对本节的学习，使分析者能以此为参考，对具有典型特征的示功图做出准确的定性判断。 一、准备工作 1、准备具有典型特征的示功图若干； 2、纸，笔，尺，计算器。 二、操作步骤 1、把给定的示功图逐一过一遍，按所理解的先初步给示功图定性定类。 第一类：图形较大，除去某一个角外就近似于平行四边形的示功图——即抽油泵是在工作的示功图； 第二类是图形上下幅度很小，两侧较尖的示功图——即抽油泵基本不工作的示功图； 第三类示功图：特征不明显的示功图——即最难直接定性的示功图。 2、按定类详细分析判断。 三、实测示功图分析解释 为了便于分析，我们先从图形受单一因素影响的典型示功图着手。所谓典型示功图：就是指某一个因素的影响十分明显，其形状代表了该因素影响下示功图的基本特征。然后把典型示功图与实测示功图对比分析，以阐明分析方法和各类图形的特征。最后提出相应的整改措施。用对比相面法把实测示功图与理论示功图形状进行对比，看图形变化，分析泵的工作状况。 1、泵工作正常时的示功图 所谓泵的工作正常，指的是泵工作参数选用合理，使泵的生产能力与油层供油能力基本相适应。其图形特点：接近理论示功图，近似的平行四边形。这类井其泵效一般在60%以上。
图中虚线是人为根据油井抽汲参数绘制的理论负载线，上边一条为最大理论负载线，下边一条为最小理论负载线。现场常常把增载线和减载线省略了。 2、惯性载荷影响的示功图 在惯性载荷的作用下，示功图不仅扭转了一个角度，而且冲程损失减少了，有利于提高泵效。示功图基本上与理论示功图形状相符。影响的原因是：由于下泵深度大，光杆负荷大，抽汲速度快等原因在抽油过程中产生较大的惯性载荷。在上冲程时，因惯性力向下，悬点载荷受惯性影响很大，下死点A上升到A′，AA′即是惯性力的影响增加的悬点载荷，直到B′点才增载完毕；在下冲程时因惯性力向上使悬点载荷减小，下死点由C降低到C′，直到D′才卸载完毕。这样一来使整个示功图较理论示功图沿顺时针方向偏转一个角度，活塞冲程由S活增大到S′活，实际上，惯性载荷的存在将增加最大载荷和减少最小载荷，从而使抽油杆受力条件变坏，容易引起抽油杆折断现象。 整改措施： 1、减小泵挂深度，以减轻光杆负荷。 2、降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。 3、振动载荷影响的示功图 分析理论示功图可知，液柱载荷是周期性作用在活塞上。当上冲程变化结束后，液体由静止到运动，液柱的载荷突然作用于抽油杆下端，于是引起抽油杆柱的振动。在下冲程，由于抽油杆柱突然卸载也会发生类似现象。 振动载荷的影响是由抽油机抽汲参数过快，使抽油杆柱突然发生载荷变化而引起的振动，而使载荷线发生波动。 整改措施： 降低抽油机的抽汲参数，减小惯性力。 4、泵受气体影响的示功图
典型示功图分析及解决措施讲义
幻灯片1 幻灯片2 幻灯片3 各位观众大家好，如果您刚刚打 开电视机，现在正为您直播的是 《典型示功图分析及解决措施》， 我是主持人韩伟，和大家开个小 玩笑。 很高兴认识大家，今天这堂课我 们将学习因为单一因素影响而形 成的典型示功图的分析及解决措 施。 通过这次课程，将使大家能够快 速准确的分析判断生产中党见示 功图，并提出相应解决措施。
幻灯片4 众所周知，示功图是日党管理中 一项必不可少的动态资料，通过 示功图，我们可以判断深井泵及 地层的工作状况。 然而抽油井在生产过程中使深井 泵受到：制造质量、安装质量以 及砂、蜡、水气、稠油和腐蚀等 多种因素影响，因此出现了各种 各样的示功图。今天我们主要学 习由某种单一因素影响形成的典 型示功图。 在讲解前我们先来熟悉一个概 念：弹性变形。 幻灯片5 弹性变形指材料在受到外力作用 时产生变形或尺寸的变化，而且 能够恢复的变形叫做弹性变形。 弹性变形的重要特征是其可逆 性，即受力作用后产生变形，卸 除载荷后，变形消失。 生产中抽油杆柱所承受的弹性变 形主要是：轴向拉伸变形和轴向 压缩变形。 幻灯片6 下面我们通过动画了解弹性变形 在深井泵工作过程中的影响及作 用。 深井泵工作原理分为两大部分， 也就是上行程和下行程。 上行程开始时，驴头上行，游动 阀、固定阀均关闭，杆柱承受光 杆向上拉伸及活塞上部液柱重力 作用在活塞上对杆柱的拉伸而伸 长，同时油管柱缩短，悬点载荷 逐步增加，达到拉伸极限时变形 结束，载荷达到理论最大值，但 是活塞未移动，加载过程AB段 形成光杆冲程损失BB1 随着驴头继续上移，活塞开始向 上移动，泵筒内压力降低，当压 力低于油套环空压力时，油套环
示功图测录与分
示功图测录与分
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第八章示功图测录与分析 示功图是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。它通过专门的测量仪器——示功器进行测量。它是研究柴油机气缸内工作过程完善程度的重要依据，也是用来计算柴油机指示功率的依据，同时还可作为柴油机动力计算和强度计算的资料。通过示功图可研究气缸内的燃烧过程、燃烧放热规律，计算缸内温度，评估扫气过程，计算柴油机指示功率，确定柴油机最大爆发压力和压缩压力等等。由于它能以图形显示气缸内的工作过程，而且测试仪器简单实用，因此在柴油机测试中，示功图的测取占有非常重要的地位。 通常，在船舶轮机管理中应定期测录运转柴油机的示功图，且对测取的示功图进行计算和分析。根据其计算和分析结果，结合其它运转参数来判断柴油机的工作性能，并可对其进行适当的调整，保证柴油机在最佳状态下运转，提高其经济性、动力性和可靠性。 第一节示功图的测录 测取气缸示功图的仪器统称为示功器。根据其工作原理的不同，示功器可分为机械式示功器、气电式示功器和电子式示功器。船上常用的是机械示功器。随着电子技术的应用，在现代船舶上，电子式示功器的使用也不断增多。 一、机械式示功器 机械式示功器是一种使用较早的示功器，目前在船用低速和部分中速柴油机上仍在使用，它是利用机械位移方法测量气缸内压力和活塞位移。机械示功器按使用的示功弹簧形式不同，可以分为螺旋弹簧式和柱簧式两种。两者在结构原理上相同，所不同的是前者使用螺旋形弹簧，刚度小，适合于转速为400r/min以下 的柴油机使用；后者使用等强度柱形弹簧，刚度 大，适合于转速在700～1000r/min的柴油机使用。 以下主要介绍螺旋弹簧式示功器。 1．结构和工作原理 机械示功器的结构原理如图8-1-1所示，它由 压力感受机构、转筒机构和记录机构三部分组成。 压力感受机构包括小活塞5、活塞杆4及示功弹簧 1等，用来感受气缸内压力变化并以示功器小活塞 位移输出；转筒机构包括绳索9和转筒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，画笔的自由端装有铜 笔尖10。 当测量示功图时，转筒8上夹有示功纸并通 324
示功图样本库汇编
– 示功图诊断技术在油田管理中的应用 新疆油田公司彩南油田作业区 2007年1月
目录 应用背景......................................... 错误！未定义书签。 一、抽油泵工作状况的分析......................... 错误！未定义书签。 1.1供液不足的示功图 1.2气体影响的示功图 1.3泵漏失的示功图 1.4抽油杆断脱的示功图 1.5砂卡、垢卡的示功图 1.6蜡影响的示功图 1.7油管漏的示功图 二、诊断技术的应用............................... 错误！未定义书签。 2.1软件技术的应用................................ 错误！未定义书签。 2.2判断泵的工况和计算油井的产量.................. 错误！未定义书签。 2.3各级杆柱的应力计算............................ 错误！未定义书签。 2.4计算和分析抽油机的扭矩平衡 ........................................... 错误！未定义书签。 2.5估算泵的吸入口压力及预测油井的产能 ............ 错误！未定义书签。 三、彩南油田诊断软件效果评价..................... 错误！未定义书签。 3.1 软件使用评价 ............................................................... 错误！未定义书签。 四、认识和结论 ......................................................................... 错误！未定义书签。
压力测量与示功图测录
压力测量与示功图测录 一、训练目的 1. 掌握最大爆炸压力和压缩压力的测量方法； 2. 正确测录柴油机示功图并分析； 3. 了解电子示功装置的使用。 二、评估要素 1.指出仪表的测量范围、分度值、精度等级等指标； 2.正确调整柴油机到规定负荷下运转； 3.正确选取所需量具； 4.正确安装和取下测量仪表、测量操作正确； 5.正确对仪表进行保养； 6.读数准确，能正确对测量过程中出现的误差进行分析； 7.正确对仪表进行保养。 三、操作指南 （一）、最大爆炸压力测量 操作步骤; 1、检查爆压表状态。 2、检查确认柴油机在设定工况下稳定运行。 3、短暂开启示功阀，吹除管路中杂质后，关闭示功阀。 4、正确安装爆压表，全开示功阀，测取最大爆炸压力并记录。 5、关闭示功阀，打开爆压表上卸放阀，卸放表内残余压力后取下爆压表。 6、测量完毕后，清洁保养爆压表。 （二）、压缩压力测量 操作步骤; 1、检查爆压表状态。 2、正确调整柴油机在空载工况下稳定运行。 3、短暂开启示功阀，吹除管路中杂质后，关闭示功阀。 4、正确安装爆压表，停止被测缸高压油泵供油；全开示功阀，测取压缩压力并记录。 5、关闭示功阀，打开爆压表上卸放阀，卸放表内残余压力后取下爆压表。 6、恢复被测缸高压油泵供油。 7、测量完毕后，清洁保养爆压表。 （三）、柴油机示功图测录与分析 一、示功器简介 测取气缸示功图的仪器统称为示功器。根据其工作原理不同，示功器可分为机械式、气电式和电子式三种。船上常用的是机械式示功器。但随着电子技术的应用与发展，电子式示功器的使用也在不断增多。示功图的测录取决于船舶柴油机所配置的示功器类型。 机械式示功器是一种使用较早的示功器，目前在低速和部分中速柴油机上仍在使用。它是利用机械位移的方法测量缸内压力和活塞的位移。 1、结构和工作原理
示功图操作规程
示功图测试操作规程 北京德美高科科技有限责任公司2012年9月16日
示功图测试操作规程 一、操作规程 （1）目的：确保操作之安全性，正确性。 （2）适用范围：适用于抽油机井示功图现场测试。 二、测试设备检查 1、准备工具 1.1 GY-JL Y200数据记录仪、GY300.5B分体位移传感器GY300.5B分体载荷传感器。 1.2 手套、电笔、卸载器、方卡子、活动扳手、扁锉、液压千斤顶、大布、报表、记录笔。 2、设备检查 2.1检查GY-JLY200数据记录仪 2.1.1 检查GY-JLY200数据记录仪开关机是否正常，电源是否充足。 2.1.2 设置及调试好GY-JLY200数据记录仪各项测试参数。 2.2 检查液压千斤顶 2.2.1检查时如出现打空现象，可先放松泵体上的放油螺钉，将泵体垂直起来头向下空打几下，然后旋紧放油螺钉，即可继续使用。 2.2.2在有载荷时，切忌将快速接头卸下，以免发生事故及损坏机件。 2.2.3液压千斤顶是用油为介质，必须做好机具的保养工作，以免淤塞或漏油，影响使用效果。
2.2.4新的或久置的液压千斤顶，因油缸内存有较多空气，开始使用时，活塞杆可能出现微小的突跳现象，可将液压千斤顶空载往复运动2-3次，以排除腔内的空气。长期闲置的千斤顶，由于密封件长期不工作而造成密封件的硬化，从而影响液压千斤顶的使用寿命，所以液压千斤顶在不用时，每月将液压千斤顶空载往复运动2-3次。 2.3、检查GY300.5B分体位移传感器 3.1检查GY300.5B分体位移传感器的电源是否充足。 3.2检查GY300.5B分体位移传感器的位移线是否完好。 2.4 检查卸载器 检查卸载器本体是否有裂口或者形变，开关是否灵活。 三、施工程序 3.1.施工前的准备工作 3.1.1入场前须开入场许可证。 3.1.2穿戴好工服、工鞋、戴安全帽进入井场，有硫化氢的井需带硫化氢检测仪及正压式空气呼吸器。 3.1.3到达井场，找属地主管人员，告知作业内容及需要配合事项。 3.1.4记录油压、套压、回压、电压、电流、井口温度、产液动态、流体物性、含气量、泵挂位置、动液面、抽杆类型、测量时间等。
典型示功图分析及其在实际生产中的应用
典型示功图分析及其在实际生产中的应用 摘要：在当前世界石油生产中，特别是油田开发后期，有杆泵抽油方式占有很大比重，油田生产的特殊性导致抽油机的故障诊断一直是油田生产领域的一个难题。及时分析抽油机工况，给出可靠的故障诊断结果和建议，对提高油田生产效率和经济效益有着及其重要的意义。示功图能够直接反映抽油机的工作状态，是进一步分析抽油泵工作状态的主要依据。本文通过对各类典型示功图进行分析, 总结出抽油井试井存在的问题, 提出有针对性的技术管理措施,为选择合理的采油工作制度和修井检泵措施, 保证油井长期稳产、高效提供依据。 关键词：抽油机示功图分析应用 Analysis of typical indicator card and the application in practice Abstract:The sucker-rod pumping accounts for a large proportion of the current oil extraction, especially in the late field life. The bad condition of the oil-field development makes the diagnosis of sucker-rod pumping being a difficult problem in the oil production field for a long time．Therefore，it is very important to diagnose the fault of the pumping units timely and provide operation advices reliably，which means lot to for improving the production efficiency and economical operation in oil field. The indicator card obtained by direct measurement intuitively reflects the working condition of sucker-rod pumping unit，which is the basis of the analysis of the down hole condition.This paper through some kinds of typical indicator card analysis, summarizes for the problems in pumping unit testing, put forward some technology management measures, for choosing reasonable recovery work system and well conditioning measures to ensure that the oil well have a long period of stabilized and efficiency production. Keywords: Pumping units; Indicator card; Analysis;Application
示功图分析
示功图分析 目前生产油井多是抽油机井，泵挂1000-2200米之间，想要真正对油井的生产有有个深入、细致的了解，必须采取很多手段，如：测示功图、动液面、电流、量油等。抽油机井的管理水平，关系到油田的整体经济效益。要做好抽油机井的管理工作，必须取全取准各项生产资料，并作出正确的分析，制定抽油机井的合理工作制度，采取切实有效的合理措施，加强和提高抽油机井的日常管理水平。 示功图的测试是对抽油机井的管、杆、泵的工作状况的很好的诊断。通过对负荷和图形的变化，正确的示功图分析，可以判断油井的工作制度是否合理，影响泵效和不出油的原因，确定合理的采油工艺措施和检泵周期。 一．示功图的测试 基准示功图： 1.基准示功图的意义：就是分析模板。 在油井新的状态下建立的基准示功图对以后的采油管理和测试会起到很大的作用，通过载荷的变化可以观察摩擦力的变化和液面的变化，对井筒和地层精细管理起到很大的作用，特别是在目前高含水阶段的采油生产。 基准示功图还可以指导动液面的测试。动液面的准确测试是目前的局级技术难题。动液面是油套环空的，油套环空很小，只要有很小的东西就会阻碍声波的传播，液面的确定不能光看液面曲线，必须与示功图对比分析。 基准示功图最重要的作用是资料的互相验证，保证了所出资料的准确率，同时也提高测试人员的工作水平。精准的资料保证了技术人员的分析地准确，采取措施对症。 2．如何建立基准示功图 油井作业后待生产正常测得合格的示功图和动液面做为基准，以后的示功图和动液面与其对比。 一般是在作业5-7天后测得示功图和动液面作为基准。在作业后建基准示功图的原因是：作业后管杆泵都经过清洗和更换，管柱深度都会发生变化，油井的生产状态与以前发生了变化，主要是摩擦力变化，因为示功图反映的是力的变化，所以作业对示功图的影响很大，
测示功图操作规程
测功图操作规程 一、准备工作： 正确穿戴劳保用品、测试仪器一套、大布、绝缘手套、400mm 活动扳手、方卡子或卸载器、污油桶、平挫、砂纸、黄油。 二、操作步骤： 1.按照抽油机启停操作规程启停抽油机。 2.观察悬绳器处在下死点时距盘根盒的距离。 3.在距离下死点合适位置上紧光杆卡子。 4.按照抽油机启停操作规程启机后，一人在配电柜处，一人在 刹车处，一人视抽油机运转情况放卸载卡子于盘根盒上，等驴头接近下死点位置时，按下抽油机停止按钮，同时用惯性刹车卸载。 5.将载荷位移传感器夹在悬绳器之间，连接好传感器与电流传 感器导线，并拉出位移线，固定在采油树上。松刹车，启抽油机，使其正常运转。 6.测功图： A、打开仪器电源，进入“现场测试”分菜单，选择数字“9” 键“输入井号”。 B、井号输入方法： 1）、“.”为英文字母与数字的切换符号；输入字母前先
按“.”切换成英文字母输入状态。 2）、数字直接输入。 3）、若字母或数字输入错误，按“+”号键可删除。 4）、井号输入后，按“ENTER”键确定。 C、选择数字“1”键的“测冲次”，再键入“2”键开始测冲 程、冲次，测完后，按“0”键退出。 D、测功图。选择“2”键的测功图，仪器将自动绘制示功图， 当功图圈闭闭合，按“+”键存盘，存盘后一起自动退回原状态。 7.如前所述卸载方式，卸载后放回位移线并拆下传感器导线， 微松刹车，取下卸载卡和光杆卡子，将光杆卡子上的毛刺打磨干净。 8.测完后使抽油机正常运行生产。 三、技术要求： （1）、整个卸载过程中，三人要密切配合好，动作平稳、缓和，注意安全。 （2）、悬绳器不得打纽。 （3）、位移线悬挂好后，上下冲程中位移线不得被光杆卡子缠绕。（4）、测试工具不得丢失。 四、注意事项： （1）、对于多次测功图时需多次输入井号，井号必须统一，不必变化，回放时直接按“+”号翻页即可。