Индикатор типа МАИ-2

Приборы для снятия индикаторной диаграммы двигателя

Цель работы: Изучить индикаторы и научиться строить индикаторные диаграммы.

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.

Пиметр - это прибор, показывающий среднее по времени давление в цилиндре. Пиметры могут контролировать работу как четырехтактных, так и двухтактных ДВС. Они предназначены также для регулирования равномерности распределения нагрузки по цилиндрам ДВС. При работе нельзя допускать, чтобы пиметр без необходимости нагревался. Измерения должны производиться не более 5 мин. Через 50 - 100 измерений необходимо производить очистку и смазку прибора.

Индикатор типа МАИ-2

Для индицирования дизелей, работающих со средней и высокой частотой вращения коленчатого вала, часто применяют электропневматические стробоскопические индикаторы типа МАИ-2 (рисунок 1).

Рисунок 1 – Принципиальная схема электропневматической индикаторной установки типа МАИ-2

Основные части: 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.

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.

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.

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 тиратронным 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.