Механический индикатор с цилиндрической пружиной мощности в двигателе

Типичная конструкция механического ин­дикатора с цилиндрической пружиной показана на рис. 188.

По принципу действия механический индикатор давления представляет собой пружинно-поршневой манометр-самописец. Такой индикатор обычно устанавливается на цилиндровой крышке двигателя и при помощи крана 1 с трехходовой пробкой 13 сообщается с камерой сжатия цилиндра двигате­ля. Пробка крана позволяет сообщить камеру сжатия с атмосферой или с по­лостью цилиндра 11 индикатора. Гайка 12 соединяет кран 1 с индикатором. В цилиндре индикатора перемещается поршень 2, имеющий пустотелый шток 8, на конце которого закреплена пружина 6. Нижний конец пружины закреплен в стакане, упирающемся в кронштейн крышки цилиндра индика­тора. Цилиндрическая колонка 7 служит для направления движения штока. Концы рычажков 3 и 9 закреплены на колонке 7, а конец стержня 10 закреплен на штоке поршня. При перемещении поршня индикатора с помощью указанных рычажков конец рычага 4 будет двигаться по вертикали.

Рычаг 4 вместе с колонкой и штоком 8 может поворачиваться вокруг оси штока. Барабан 5 поворачивается вокруг своей оси (на поверхности его за­крепляется бумага). Вращение барабана производится с помощью шнура, один конец которого закреплен и намотан на барабане, а другой конец сое­диняется (в период съемки диаграммы) с индикаторным приводом. Поворот барабана от привода производится в одну сторону на угол, соответствующий ходу поршня цилиндра двигателя. Обратный по­ворот барабана осущест­вляется пружиной, по­мещенной внутри бара­бана. Индикаторный привод представляет со­бой систему рычагов, соединенную с поршнем двигателя, которая позво­ляет копировать движение поршня. Индикаторный привод должен удовлетворять условию (рис. 189)

Расстояние t должно быть таким, чтобы движение точки 0 совпадало с се­рединой отрезка mn. Крайние положения привода должны совпадать с по­ложениями рабочего поршня в мертвых точках. Отношение d/a определяет длину индикаторной диаграммы l, так как

где S — ход поршня;

а, b, d, с — длины рычагов.

При снятии индикаторной диаграммы шнур индикатора с металличе­ским крючком на конце зацепляется за крючок привода (см. рис. 189), и барабан будет совершать поворот в ту и другую сторону. На конце рычага 4 (см. рис. 188) закреплен металлический карандаш, а потому при касании им барабана на бумаге останется след.

Если с помощью пробки крана 2 рабочий цилиндр будет сообщен с ат­мосферой, то при повороте барабана карандаш вычертит горизонтальную линию (атмосферную линию). При сообщении же цилиндра индикатора с рабочим цилиндром карандаш рычага 4 будет, в соответствии с изменением давления в цилиндре, перемещаться по вертикали. Вследствие одновремен­ного вращательного движения барабана и движения карандаша по верти­кали на бумаге будет вычерчиваться индикаторная диаграмма.

Как уже указывалось, низкая частота собственных колебаний ограни­чивает область применения механических индикаторов. Практически при­годность механических индикаторов оценивается отношением частоты соб­ственных колебаний их к числу оборотов двигателя.

Опытные данные позволяют считать, что это отношение должно быть не менее 15—20.

Следует также отметить, что вытягивание индикаторного шнура иска­жает длину индикаторной диаграммы и тем самым вносит ошибку в опреде­лении среднего индикаторного давления.

Для повышения частоты собственных колебаний применяют механи­ческие индикаторы со стержневой пружиной малой приведенной массы, позволяющей иметь поршень индикатора с коротким, легким штоком.

Для суждения о равномерности загрузки отдельных цилиндров двига­теля в условиях эксплуатации иногда ограничиваются измерением только максимального давления цикла и давления сжатия. Зная значения этих давлений и температуры выпускных газов по цилиндрам, можно ориентиро­вочно судить о равномерности загрузки цилиндров, о равенстве углов опережения подачи топлива и т. п. Диаграмма максимальных давлений мо­жет быть снята в форме гребенки механическим индикатором при медленном проворачивании его барабана вручную. Удобнее для этой цели пользоваться так называемыми таксиметрами. В₍ простейшем виде максиметр представ­ляет собой обычный манометр, снабженный обратным клапаном. При сообще­нии максиметра с рабочим цилиндром газы открывают клапан и заполняют полость за клапаном и манометрическую трубку. При понижении же давле­ния в цилиндре клапан закроется и давление за клапаном и в манометре останется постоянным до следующего открытия клапана.

Давление по манометру, которое установится, и принимается макси­мальным давлением цикла, или давлением в конце сжатия при выключенной подаче топлива. Такой прибор прост и надежен в работе, но имеет малую точность. Вследствие инерции клапана и пропуска газов через неплотности в нем показания манометра (прибора) всегда несколько меньше истинных давлений в цилиндре.