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 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.
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:
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 | ⇒