Для анализа отдельных показателей, характеризующих рабочий процесс двигателя, необходимо иметь индикаторную диаграмму. Для ее получения применяют специальный прибор, называемый индикатором, с помощью которого записывают изменения давления по углу поворота коленчатого вала (координаты р — ф) или ходу поршня (координаты р — V).

Применяемые для индицирования двигателя индикаторы можно разделить на две группы: одни индикаторы регистрируют процессы в виде диаграммы только за один цикл (одноцикловые диаграммы), другие — за ряд последовательных циклов (многоцикловые диаграммы). Осреднение многоцикловых диаграмм позволяет анализироватьсредниезначенияпараметровзамножествоциклов.

Для получения индикаторных диаграмм без искажения при индицировании быстроходных двигателей следует применять индикаторы с механическим приводом, обладающие малой массой, а следовательно, и малой инерцией движущихся деталей, или осциллографы, являющиеся практически безынерционными.

Для снятия многоцикловых диаграмм в быстроходных двигателях применяют пневмоэлектрические индикаторы. Схема, поясняющая устройство и принцип действия такого индикатора типа МАИ-2.

В головке 1 цилиндров устанавливается приемник 2 давления с чувствительным элементом — тонкой стальной мембраной 4, которая отделяет верхнюю полость приемника, соединенную воздушной магистралью 5 с баллоном 9, от нижней, сообщающейся с цилиндром.

В воздушной магистрали установлены манометр 6, кран 7 наполнения и кран 8 сброса давления. Магистраль 5 имеет ответвление 17, через которое создаваемое в ней давление передается в наполненный жидкостью расширительный бачок 16.

Записывающая часть индикатора состоит из измерительного механизма и барабана 11, который с помощью специальной муфты 14 подключается к коленчатому валу 15 двигателя. В качестве измерительного механизма применяется пружинно-поршневой манометр, представляющий собой гильзу 20, в которой размещены полый неподвижный 18 и подвижный 21 плунжеры. На оси плунжера 21 размещен изолированный разрядный штифт 23.Перемещение штифта 23,нагруженногопружиной 22,при воздействии на плунжер 21 давления рм прямо пропорционально этому давлению.

Для уменьшения влияния трения плунжера 21 на точность измерения гильзе сообщается вращательное движение от вала 13 барабана через систему шестерен 12 и червячную передачу 19.

Электрическая система индикатора состоит из неподвижного контакта 3, соединенного электрической цепью с тиратронным преобразователем 10 и разрядным штифтом 23.

При индицировании двигателя включают муфту 14 и из баллона 9 при закрытом кране 8 через медленно открывающийся кран 7 в магистраль 5 подают воздух, наблюдая по манометру 6 за изменением давления рт. Такое же давление будет и в полости приемника, расположенной над мембраной. В том случае, если давление рт. будет больше максимального давления в цилиндре р , мембрана прижимается к нижнему седлу 12 . Понижая давление в магистрали путем открытия крана 8 при закрытом кране 7, можно достичь такого положения, при котором давление рт в некоторый момент цикла будет равно давлению р или несколько меньше него. В этом случае мембрана сначала отожмется от нижнего седла, займет нейтральное положение, а затем прижмется к верхнему седлу 12. Такое перемещение мембраны происходит практически мгновенно, так как при движении поршня к в. м. т. давление р резко возрастает, в то время как давление рм в течение цикла меняется незначительно.

При процессе расширения давление рц будет снижаться и сразу же после того, как мембрана прижмется к верхнему седлу и рм станет больше р , начнется ее обратное движение и она вновь прижмется к нижнему седлу.

Момент прижатия мембраны к верхнему седлу фиксируется неподвижнымконтактом 4.Взависимостиотразностимежду давлениями рц и рм мембрана, соприкасаясь с контактом или отрываясь от него, будет замыкать или размыкать электрическую цепь. При этом на контакте возникнет электрический импульс, который будучи усилен и трансформирован в тира-тронном реле — преобразователе 10 (рис. 150) до 12—18 кв, поступает на разрядный штифт 23. В результате происходит искровой разряд, который оставляет точку на регистрационной бумаге, закрепленной на вращающемся барабане, при соответствующем данному давлению углу поворота коленчатого вала. Ордината точки с учетом масштаба пружины определяет величину этого давления.

Таким образом, за один цикл при установленном в магистралидавлении рт на индикаторной диаграмме можно получитьтолькодветочки: однуналиниисжатияиодну на линии расширения.Изменяядавление рт путем медленного сброса воздухаизмагистрали приоткрытии крана 8, можно получить серию искровых пробоев, каждый из которых будет соответствовать давлению рц в процессе сжатия (замыкания)или расширения (размыкания) при определенном угле поворота коленчатого вала.

В результате этого будет получаться индикаторная диаграмма процессов сжатия и расширения за много циклов.

Применяемый тиратронный преобразователь позволяет наносить на диаграмме отметки в. м. т., атмосферную и тарировочные линии, а при наличии специальных устройств также отметки в. м.

С помощью пневмоэлектрического индикатора можно также получить диаграмму давления в процессе газообмена. Для этой цели необходимо использовать приемник, позволяющий регистрировать изменение давления в цилиндре с большей точностью.

Для снятия одноцикловых диаграмм, регистрируемых социл-лографом, в качестве датчика давления используют пьезокварце-вые элементы, тензометры и др. Возбуждаемый сигнал через усилитель передается на осциллограф.

По индикаторной диаграмме, снятой в координатах р — ф, можно непосредственно определить величину максимального давления цикла pzв кГ/см2/,скорость нарастания давления на участке быстрого сгорания д^ в кГ/(см2 -град), угол опережения зажигания ф3 и другие параметры, характеризующие протекание рабочего цикла.

Для определения среднего индикаторного давления, индикаторной мощности и к. п. д. необходимо полученную индикаторную диаграмму перестроить в системе координат р — V.