Ознакомление с устройством и принципом действия индикаторов, служащих для индицирования цилиндров поршневых машин

индикаторы предназначались для индицирования сравнительно тихоходных машин. Только в этом случае возникающие при работе инерционные силы не оказывают заметного влияния на точность записи диаграмм индикатором. С повышением быстроходности машин точность записи уменьшается и при числе оборотов вала около 1000 оборотов в минуту и более, обычные механические индикаторы становятся практически непригодными.

Высокая температура рабочей среды (в двигателях внутреннего сгорания) весьма затрудняет работу поршневых индикаторов. В последнее время используются индикаторы, работающие с использованием тензометрических датчиков и электронных схем усиления, и других принципов измерения и записи.

Механический индикатор “Майгак”.

Служит для записи процесса изменения давления внутри цилиндра поршневой машины с невысоким числом оборотов. Индикатор состоит из двух основных узлов: узла фиксирования изменения давления в цилиндре и узла, имитирующего ход поршня.

Узел, предназначенный для фиксирования давления в цилиндре, состоит из цилиндра со сменной рабочей втулкой и поршнем, спиральной пружины, нагружающей поршень, и системы передачи движения записывающему карандашу, сконструированной таким образом, что карандаш индикатора имеет прямолинейно- возвратное движение.

Сменные рабочие втулки и поршни, а также сменные с различной жесткостью пружины дают возможность использования одного индикатора в широком диапазоне давлений. Полость под поршнем индикатора сообщается через трехходовой кран с исследуемой полостью цилиндра.

Узел, предназначенный для имитирования хода поршня, состоит из ходоуменьшителя, системы передачи и барабана с внутренней пружиной.

На барабане с помощью специальных держателей закрепляется бумага, предназначенная для записи процесса изменения давления внутри цилиндра в функции хода поршня.

Барабан индикатора под действием шнура и пружины совершает неполные повороты в одну и другую стороны в зависимости от направления движения поршня. Угол поворота в соответствующем масштабе отражает ход поршня.

Итак, высота подъема карандаша записывающего устройства соответствует давлению внутри цилиндра в рассматриваемый момент времени, а угол поворота барабана – пути, пройденному поршнем в этот момент. На бумаге, закрепленной на барабане индикатора, карандашом записывающего устройства будет нанесена кривая, изображающая в некотором масштабе зависимость изменения давления внутри цилиндра в функции пути, пройденного поршнем, т.е. . Если учесть, что  - есть объем, описанной поршнем в рассматриваемый момент времени (d – диаметр поршня, x – путь, пройденный поршнем), то в некотором другом масштабе полученная кривая даст зависимость . Эта кривая и является искомой индикаторной диаграммой.

Индикаторная диаграмма, в зависимости от системы ходоуменьшителя, связи между числом оборотов вала двигателя и числом двойных ходов поршня индикатора, может иметь свернутый и развернутый вид.

Механический индикатор “МИ–I”.

По принципу действия этот индикатор практически одинаков с предыдущим. Существенное различие от индикатора “Майгак” состоит в использовании консольных пружин. Малые размеры  цилиндра индикатора и высокая жесткость консольных пружин дает возможность использовать этот индикатор для записи изменений высоких давлений.

Индикатор “МАИ –2”.

Индикатор “МАИ –2” является электропневматическим стрбоскопическим и наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым современной техникой к аппаратам такого рода. Индикатор “МАИ –2” предназначается для индицирования поршневых машин, работающих с числом оборотов до 5000 об/мин и с изменением давления в рабочем пространстве машины от 0,8 дан/см² до 150 дан/см². Индикатор обеспечивает запись диаграмм в 10 различных масштабах по оси давления путем соответствующего подбора сменных пружин и плунжерных пар. Точность записи  .

Индикатор имеет 4 основных узла, связанных между собой электрической и пневматической системой: 1 узел – набор приемников давления, 2 – записывающая часть индикатора, 3 – отметчик мертвых точек, 4 – пульт управления.

Приемник давления разделен гибкой мембраной на две полости. Одна полость сообщается с индицируемым пространством двигателя, вторая с пневматической системой, сообщенной в свою очередь с резервуаром сжатого воздуха. Манипулируя вентилями, можно во второй полости создать любое давление.

Таким образом, мембрана находится под давлением двух сред. По мере повышения давления в полостях происходит прогиб мембраны и замыкание ее с контактом приемника, вследствие чего срабатывает фиксирующее устройство. Устанавливая различные давления в полости, одновременно устанавливается такое же давление в рабочей полости плунжерной пары, перемещяющий искровой разрядник и преодолевающий сопротивление пружины (вдоль вертикальной ординаты – ординаты давления). Если обозначить давления в полости  и , то при наступлении момента