Под индицированием понимается снятие с последующей обработкой индикаторных диаграмм, представляющих собой графическую зависимость развиваемого в рабочем цилиндре давления в функции хода поршня S или пропорционального ему объема цилиндра Vs (см. рис. 1 и 2).
Индикаторы «Майгак»
Диаграммы снимаются с каждого рабочего цилиндра с помощью специального прибора – индикатора поршневого типа «Майгак». Наличие диаграммы позволяет определить важные для анализа рабочего процесса параметры Pi, Pс и Pмакс. Диаграмма на рис. 1 типична для двигателей, при эксплуатации которых главная задача состояла в снижении уровня механической напряженностиИзменение механической напряженности и содержания в выхлопе окислов азота. Для этого, как уже ранее отмечалось, осуществляется более поздний впрыск топлива и сгорание происходит с меньшим ростом давления и температур в камере сгорания.
Если же главная цель состоит в повышении экономичности двигателя, то сгорание организуется с более ранней подачей топлива и, соответственно, большим ростом давлений. При наличии электронной системы управления подачей топлива такая перестройка легко осуществляется.
Рекомендуется к прочтению: Контроль и регулирование рабочих процессов, измерительные приборы
На диаграмме рис. 2 четко видны два горба – сжатие и затем сгорание. Такой характер достигнут за счет еще более поздней подачи топлива. На рисунках приведены два вида диаграмм – свернутая, по которой определяется среднее индикаторное давление, и развернутая, позволяющая визуально оценить характер развития процессов.
Подобные диаграммы можно получить при использовании поршневого индикатора «Майгак», для которого необходимо наличие индикаторного приводаПроверка регулировки индикаторного привода, позволяющего синхронизировать вращение барабана индикатора с движением поршня индицируемого цилиндра. Подключение привода позволяет получить свернутую диаграмму, планиметрированием площади которой определяется среднее индикаторное давление, представляющее собой некоторое среднее условное давление, действующее на поршень и совершающее в течение одного хода работу, равную работе газов за цикл.
где:
- Fинд.д – площадь диаграммы, пропорциональная работе газов за цикл;
- L – длина диаграммы, пропорциональная величине рабочего объема цилиндра;
- m – масштабный множитель, зависящий от жесткости пружины поршня индикатора.
По Pi подсчитывается индикаторная мощность цилиндра
где:
- η – число оборотов 1/мин;
- С – постоянная цилиндра.
Эффективная мощность Ne = Ni ηмех кВт, ηмех – механический КПД двигателя, который можно найти в документации по двигателю.
Перед тем, как приступить к индицированию, проверьте состояние индикаторного крана и привода. Возможные ошибки в их состоянии проиллюстрированы на рис. 3.
Гребенка (рис. 2) снимается при ручном управлении шнуром, отсоединенным от индикаторного привода. Наличие гребенки позволяет оценить стабильность циклов и более точно замерить Pмакс. Если пики одинаковы, то это свидетельствует о стабильной работе топливной аппаратуры.
Важно отметить, что поршневые индикаторы обладают малой частотой собственных колебаний. Последняя должна,как минимум, в 30 раз превышать число оборотов двигателя. В противном случае индикаторные диаграммы будут сниматься с искажениями.
Поэтому применение поршневых индикаторов ограничивается 300 об/мин. Индикаторы со стержневой пружиной обладают большей частотой собственных колебаний и их применение допускается в двигателях с частотой вращения до 500-700 об/мин. Однако, в таких двигателях индикаторный привод отсутствует и приходится ограничиваться снятием гребенок или развернутых диаграмм, по которым среднее индикаторное давлениеОпределение среднего индикаторного давления не определить.
Второе ограничение касается величины максимального давления в цилиндрах. В современных двигателях с высоким уровнем форсировки оно достигает 15-18 МПа. При используемом в индикаторе «Майгак» поршне для дизелей диаметром 9,06 мм максимально жесткая пружина ограничивает Pмакс = 15 МПа. При такой пружине точность измерения весьма низкая, так как масштаб пружины составляет 0,3 мм на 0,1 МПа.
Читайте также: Электронные индикаторы
Существенно также, что работа по индицированию довольно утомительна и трудоемка, а точность результатов невысока. Малая точность обусловливается ошибками, возникающими из-за несовершенства индикаторного привода и неточности обработки индикаторных диаграмм при их ручном планиметрировании.
Для сведения – неточность индикаторного привода, выражающаяся в смещении ВМТ привода от ее истинного положения на 1°, приводит к ошибке примерно в 10 %.
