Измерение давления в цилиндрах дизеля. Индикаторные установки сравнительно сложны и пользуются ими только в лабораториях при специальных испытаниях дизелей. В локомотивных депо для измерения наибольших давлений в цилиндрах дизеля рг ИСПОЛЬЗУЮТ обыЧНО МЭКСИМетрЫ
(рис. 30). Прибор штуцером 9 ставят на индикаторный кран цилиндра и закрепляют маховичком 8; затем индикаторный кран (на рисунке не показан) открывают и газы из цилиндра
Рис. 30. Максиметр:
1 - манометр; 2 - трубчатый холодильник-компенсатор; 3 - корпус; 4 -■ выпускное отверстие; 5, в - маховички; 6 - обратный клапаи; 7 - штуцер; 9 - штуцер конический проходят через штуцер 9, обратный клапан 6 и трубчатый холодильник 2 в манометр 1. Весь объем максиметра наполняется газом из цилиндра за несколько ходов поршня.
При понижении давления в цилиндре газы из манометра не уходят, так как этому препятствует обратный клапан 6. Индикаторный кран держат открытым до тех пор, пока стрелка манометра перестанет перемещаться и остановится, например, на цифре 8. Это значит, что максимальное давление в цилиндре 8 МПа. Когда показание прибора зафиксировано, повора-вают маховичок 5 и газы через отверстие 4 удаляются в атмосферу, а стрелка манометра становится на 0. Трубчатый холодильник-компенсатор 2 служит для охлаждения газа.
Рис. 31. Принципиальная схема электропиевматической индикаторной установки типа
МАИ-2:
1 - цилиндр дизеля; 2 - мембрана приемника, 3 - приемник давлення, 4 - электрод. 5 - поршень дизеля; 6 - манометр; 7 - воздухопровод, 8, 9- краны; 10 - баллон, 11 - тиратронный блок, 12 - плунжер подвижной; 13 - пружина; 14 - шина импульса высокого напряжения; 15 - искровой штифт; 16 барабан; 17 - кулачковая муфта; 18 - плунжер неподвижный; 19 - гильза; 20 - бачок; 21 -- шатунная шейка коленчатого вала
Приборы для снятия индикаторной диаграммы двигателя. Для изучения процессов, происходящих в цилиндре поршневой машины, используют графическую запись зависимости давления в исследуемой полости от изменения ее объема (или, что то же самое, от перемещения поршня). Такая графическая зависимость называется индикаторной диаграммой, процесс ее получения - индицированием, а прибор, с помощью которого снимают диаграмму, - индикатором.
Для индицирования дизелей, работающих со средней и высокой частотой вращения коленчатого вала, часто применяют электропневматические стробоскопические индикаторы типа МАИ-2 (рис. 31). Такие индикаторы записывают диаграмму, развернутую по углу поворота коленчатого вала, что в принципе ничего не меняет, так как каждому значению угла поворота вала однозначно соответствует вполне определенное положение поршня и, следовательно, определенный объем надпоршневой полости.
Индикаторная диаграмма получается путем фиксирования отдельных точек рабочего процесса в цилиндре поршневой машины; при этом из каждого цикла выбирается только две точки, и вся диаграмма получается в виде последовательности точек, принадлежащих следующим друг за другом циклам. Такой принцип записи называется стробоскопическим.
На индикаторный кран цилиндра испытываемого дизеля 1 установлен приемник давления (датчик) 3. Верхняя полость приемника давления соединена с пневматической системой прибора, в которую сжатый воздух поступает из баллона 10 через кран 9. Из пневматической системы воздух проходит также в бачок 20, заполненный наполовину жидкостью. Воздух из системы может быть выпущен в атмосферу через кран 8.
Записывающая часть прибора состоит из измерительного механизма и барабана, который приводится во вращение непосредственно от коленчатого вала через кулачковую муфту 17. Измерительный механизм состоит из гильзы 19, неподвижного плунжера 18, подвижного плунжера 12, пружины 13 и искрового штифта 15. Давление воздуха из пневмосистемы индикатора передается на подвижный плунжер из бачка 20 через жидкость. Перемещаясь, плунжер 12 растягивает пружину. Изолированный искровой штифт 15 связан с подвижным плунжером, и, следовательно, его перемещение пропорционально давлению воздуха в системе. Ось измерительного механизма параллельна оси барабана, поэтому по образующей барабана расположена ось давлений индикаторной диаграммы. Муфта 17 обеспечивает соединение барабана с валом дизеля всегда в одном и том же относительном положении, и таким образом шкала на окружности барабана указывает углы поворота коленчатого вала.
Для уменьшения влияния трения на точность работы измерительного механизма гильза 19 через шестерен-но-червячную передачу приводится во вращение от вала барабана. Уменьшению трения способствует также жидкость, обладающая хорошими смазывающими свойствами.
Электрическая система индикаторной установки включает цепи низкого и высокого напряжения. К центру мембраны 2 приемника давления подходит изолированный от корпуса электрод 4 так, что когда давление с обеих сторон мембраны одинаково, то между электродом и мембраной устанавливается очень маленький зазор 10,02 мм). Электрод соединен с тира-тронным блоком 1/, к выходу которого подключена шина 14. Вдоль шины, соприкасаясь с ней, перемещается искровой штифт 15.
На барабан 16 накладывается и закрепляется лист черной бумаги, на котором и записывается индикаторная диаграмма. Диаметр наружной поверхности барабана подобран так, чтобы длина окружности его составляла 360 мм, поэтому каждый миллиметр длины диаграммы соответствует 1° угла поворота коленчатого вала.
Индикатор работает следующим образом. В тот момент, когда давление в цилиндре двигателя станет равным или чуть ниже давления воздуха над мембраной, она прогнется, контакт ее с электродом нарушится и электрическая цепь разомкнётся. При этом тиратронный блок подаст на шину 14 импульс высокого напряжения, вследствие чего между искровым штифтом и барабаном «проскакивает» искра, прожигающая отверстие в бумаге, натянутой на барабан. Так как барабан вращается вместе с коленчатым валом двигателя, а подвижной плунжер вместе с искровым штифтом перемещается вдоль барабана под давлением воздуха в пневматической системе, то искра прожигает отверстие в бумаге в том месте, которое однозначно соответствует определенному давлению в цилиндре двигателя и определенному углу поворота коленчатого вала. То же самое происходит и при замыкании электрической цепи мембраной.
Для записи индикаторной диаграммы, открыв кран 9, повышают давление воздуха в пневмосистеме прибора, а значит, над мембраной 2 приемника давления и внутри гильзы 19 до величины, превышающей наибольшее давление в цилиндре. Затем закрывают кран 9 и, открывая кран 8, медленно «стравливают» давление в системе, выпуская воздух в атмосферу. При этом в результате совместной работы всех систем индикаторной установки на бумаге, навернутой на барабан, будет записана индикаторная диаграмма, составленная из отдельных точек, причем каждому циклу принадлежат две точки - одна на линии сжатия, другая на линии расширения. Поскольку давление в пневматической системе в период записи диаграммы снижается, то каждые последующие точки лежат ниже предыдущих. К моменту, когда давление в системе станет равным атмосферному, на бумаге, прикрепленной к барабану, будет за-
Рнс. 32. Схема работы электропневматическо-гп индикатора:
Ргаз ~~ давление в цилиндре дизеля; рп - атмос фериое давление фиксирована полностью индикаторная диаграмма, развернутая по углу поворота коленчатого вала двигателя.
Принцип работы электропневматического индикатора хорошо иллюстрируется схемой, приведенной на рис. 32. При снижении давления в пневмосис-теме прибора первая точка запишется, когда давление над мембраной станет равным рг (наибольшему давлению цикла). Когда давление в системе достигнет, например, значения ри запишутся две точки - в момент замыкания электрической цепи точка 1 (линия сжатия), в момент размыкания цепи - точка 1', при понижении давления до значения рг совершенно аналогично запишутся точки 2 и 2' индикаторной диаграммы и т. д.
⇐ | Мощность и к.п.д. дизеля | | Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт | | Основные требования к тепловозным дизелям и их технические данные | ⇒