Измерение давления в цилиндрах и снятие индикаторных диаграмм дизелей

/ Литература / Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт / Измерение давления в цилиндрах и снятие индикаторных диаграмм дизелей

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:

15. Измерение давления в цилиндрах и снятие индикаторных диаграмм дизелей

1 - манометр; 2 - трубчатый холодильник-компенсатор; 3 - корпус; 4 -■ выпускное отверстие; 5, в - маховички; 6 - обратный клапаи; 7 - штуцер; 9 - штуцер коническийпроходят 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.

15. Измерение давления в цилиндрах и снятие индикаторных диаграмм дизелей
Рис. 31. Принципиальная схема электропиевматической индикаторной установки типа МАИ-2: 1 - цилиндр дизеля; 2 - мембрана приемника, 3 - приемник давления, 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 \называет 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 11, 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 заРнс. 32. Схема работы электропневматического индикатора:

15. Измерение давления в цилиндрах и снятие индикаторных диаграмм дизелей

Ргаз ~~ давление в цилиндре дизеля; рп - атмос фериое давлениефиксирована 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 | ⇒